JP2021073870A - Farm crop harvesting system - Google Patents

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Abstract

To safely perform harvesting while suppressing damage to main culm and branches in harvesting.SOLUTION: A farm crop harvesting system 50 includes a farm crop harvesting end effector 1, a robot arm 52, a visual device 51, an inclination processing unit 67, and a cutting processing unit 68. The inclination processing unit can implement an inclination process for allowing a passage section 3 to make harvesting objects 91 to become in a state by passing to the outside of a base position Pt by making the end effector to incline along the main culm 92 and branches. The cutting processing unit can operate the end effector for shrinking the passage section and implement a cutting process for cutting peduncles passing through inside the passage section.SELECTED DRAWING: Figure 24

Description

本発明の実施形態は、主茎や枝に結実した農作物を収穫するための農作物収穫システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a crop harvesting system for harvesting crops that bear fruit on main stems and branches.

近年、農作業の自動化を実現するため、農作物を自動で収穫するためのエンドエフェクタや農作物収穫用システムが提案されている。例えばロボットアームの先端にハサミ形状の刃を有するエンドエフェクタを設け、そのエンドエフェクタで果柄を切断することで、主茎や枝から果実を分離し収穫する構成が考えられている。しかしながら、刃物を用いて果柄を切断する構成の場合、エンドエフェクタを果柄に近づける際に刃部分が主茎や枝に接触して主茎や枝を傷つけてしまったり、さらには切断してしまったりするおそれがある。また、刃部分が主茎や枝に直接接触しない場合であっても、主茎や枝に無理な力が加わることによって、折れ曲がって傷つけたり切断してしまったりするおそれがある。そして、主茎や枝の損傷や切断は、植物の様々な病気を引き起こす原因となり、ひどい場合には枯れてしまい、その結果、その後の収穫量の減少に繋がる。 In recent years, in order to realize automation of agricultural work, end effectors for automatically harvesting agricultural products and systems for harvesting agricultural products have been proposed. For example, an end effector having a scissors-shaped blade is provided at the tip of a robot arm, and the fruit stalk is cut by the end effector to separate and harvest the fruit from the main stem or branch. However, in the case of a configuration in which the peduncle is cut using a blade, when the end effector is brought close to the peduncle, the blade part comes into contact with the main stem or branch and damages the main stem or branch, or even cuts. There is a risk of getting stuck. Further, even if the blade portion does not come into direct contact with the main stem or branch, there is a risk that the main stem or branch will be bent and damaged or cut due to an excessive force applied to the main stem or branch. Damage or cutting of the main stems and branches causes various diseases of the plant and, in severe cases, withers, resulting in a subsequent decrease in yield.

特開2019−37214号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-37214

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、収穫の際に主茎や枝を傷つけることを抑制して安全に収穫することができる農作物収穫システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a crop harvesting system capable of safely harvesting by suppressing damage to main stems and branches during harvesting.

請求項1に記載の農作物収穫システム(50)は、主茎(92)や枝に結実した収穫対象物(91)に対し果柄(93)を切断して前記収穫対象物を収穫する農作物収穫用エンドエフェクタ(1)を備えた農作物収穫システムである。農作物収穫システムは、農作物収穫用エンドエフェクタ(1)を備える。農作物収穫用エンドエフェクタは、前記果柄を切断するための切断刃(2)が設けられた第1部材(10、20A、41)と、前記第1部材に対して相対的に移動可能に構成された第2部材(20、41A)と、前記第1部材に対して前記第2部材を相対的に移動させる移動機構(30)と、を備え、前記第1部材及び前記第2部材のいずれか一方又は両方は、前記切断刃を含んで環状に構成されてその環状の内側に前記収穫対象物を通すことが可能な通過部(3)を形成し、前記移動機構は、前記通過部の内側に前記果柄を通した状態で前記第1部材と前記第2部材とを相対的に移動させて前記通過部を縮小させることで前記第2部材と前記切断刃とで前記果柄を挟み込んで切断する。 The crop harvesting system (50) according to claim 1 is a crop harvesting system in which a fruit stalk (93) is cut from a harvesting object (91) that bears fruit on a main stem (92) or a branch to harvest the harvesting object. It is a crop harvesting system equipped with an end effector (1) for use. The crop harvesting system comprises an end effector (1) for crop harvesting. The crop harvesting end effector is configured to be movable relative to the first member (10, 20A, 41) provided with the cutting blade (2) for cutting the fruit stalk and the first member. The second member (20, 41A) and the moving mechanism (30) for moving the second member relative to the first member are provided, and either the first member or the second member. One or both of them are formed in an annular shape including the cutting blade to form a passing portion (3) through which the harvesting object can be passed, and the moving mechanism is a passing portion of the passing portion. The fruit handle is sandwiched between the second member and the cutting blade by relatively moving the first member and the second member with the fruit handle passed inside to reduce the passing portion. Cut with.

また、農作物収穫システムは、ロボットアーム(52)と、視覚装置(51)と、収穫対象物検出処理部(61)と、位置情報特定処理部(62)と、接近処理部(65)と、移動処理部(66)と、傾け処理部(67)と、切断処理部(68)と、を備える。前記ロボットアームは、前記農作物収穫用エンドエフェクタが取り付けられる。前記視覚装置は、前記収穫対象物の位置情報を含む視覚情報を取得可能である。前記収穫対象物検出処理部は、前記視覚装置で取得した前記視覚情報に含まれている収穫対象物を検出する収穫対象物検出処理を実行可能である。前記位置情報特定処理部は、前記収穫対象物検出処理で検出した前記収穫対象物の先端位置(Pb)と基端位置(Pt)とを含む位置を特定する位置特定処理を実行可能である。 Further, the crop harvesting system includes a robot arm (52), a visual device (51), a harvesting object detection processing unit (61), a position information identification processing unit (62), an approach processing unit (65), and the like. It includes a moving processing unit (66), a tilting processing unit (67), and a cutting processing unit (68). The robot arm is attached with the end effector for harvesting crops. The visual device can acquire visual information including the position information of the harvested object. The harvest target detection processing unit can execute a harvest target detection process for detecting a harvest target included in the visual information acquired by the visual device. The position information specifying processing unit can execute a position specifying process for specifying a position including a tip position (Pb) and a base end position (Pt) of the harvested object detected in the harvested object detection process.

前記接近処理部は、前記ロボットアームを駆動制御して、前記収穫対象物の前記先端位置の外方に設定された始点位置まで前記農作物収穫用エンドエフェクタを接近させる接近処理を実行可能である。前記移動処理部は、前記ロボットアームを駆動制御して前記農作物収穫用エンドエフェクタを前記先端位置の外方から前記基端位置側へ向かって移動させて前記通過部に前記収穫対象物を通す移動処理を実行可能である。前記傾け処理部は、前記農作物収穫用エンドエフェクタを前記主茎や枝に沿うように傾けて前記通過部が前記収穫対象物を前記基端位置の外方へ通過した状態にする傾け処理を実行可能である。そして、前記切断処理部は、前記農作物収穫用エンドエフェクタを動作させて前記通過部を縮小させることで前記通過部の内側に通された前記果柄を切断する切断処理を実行可能である。 The approach processing unit can drive and control the robot arm to perform approach processing to bring the crop harvesting end effector closer to a start point position set outside the tip position of the harvesting object. The movement processing unit drives and controls the robot arm to move the crop harvesting end effector from the outside of the tip position toward the base end position side, and moves the harvesting object through the passing portion. The process can be executed. The tilting processing unit tilts the end effector for crop harvesting along the main stem or branch so that the passing portion passes the harvesting object to the outside of the base end position. It is possible. Then, the cutting processing unit can execute a cutting processing for cutting the peduncle passed through the inside of the passing portion by operating the crop harvesting end effector to reduce the passing portion.

ここで、例えばハサミ形状のエンドエフェクタによって果柄を切断しようとした場合、ハサミ形状のエンドエフェクタを主茎や枝を切断できる位置まで移動する際に、果柄や枝の伸びる方向に対してハサミ形状のエンドエフェクタを直角方向に接近させる必要がある。すると、ハサミ形状のエンドエフェクタを移動させる際に刃先部分が主茎や枝に接触して、主茎や枝を傷つけてしまうおそれがある。 Here, for example, when trying to cut the peduncle with a scissors-shaped end effector, when moving the scissors-shaped end effector to a position where the main stem or branch can be cut, scissors are used in the direction in which the peduncle or branch grows. It is necessary to bring the shaped end effectors close to each other in the perpendicular direction. Then, when moving the scissors-shaped end effector, the cutting edge portion may come into contact with the main stem or branch and damage the main stem or branch.

一方、本構成によれば、エンドエフェクタは、主茎等に結実した収穫対象物に対し収穫対象物の先端から収穫対象物全体を通過部に通すことで、すなわち、例えばミニトマトのような主茎から垂れ下がった収穫対象物に対し、房全体を下方からすくうようにして通過部に通すことで、エンドエフェクタを主茎や枝を切断できる位置まで移動させることができる。その際、移動部材は、切断刃の周囲を囲っているため、主茎が切断刃に接触することを抑制できる。その結果、切断刃によって主茎や枝を傷つけてしまうことを抑制できて安全に収穫対象物を収穫することができるという優れた効果が得られる。 On the other hand, according to this configuration, the end effector passes the entire harvesting object from the tip of the harvesting object to the passing portion of the harvesting object that has set on the main stem or the like, that is, the main such as a cherry tomato. The end effector can be moved to a position where the main stem and branches can be cut by scooping the entire tuft from below and passing it through the passage part of the harvested object hanging from the stem. At that time, since the moving member surrounds the cutting blade, it is possible to prevent the main stem from coming into contact with the cutting blade. As a result, it is possible to prevent the main stem and branches from being damaged by the cutting blade, and it is possible to obtain an excellent effect that the harvested object can be safely harvested.

更には、本構成の農作物収穫システムは、傾け処理を実行することにより、農作物収穫用エンドエフェクタが果柄を切断するときの位置、つまり収穫対象物と主茎や枝との間の位置までエンドエフェクタを移動させる際に、エンドエフェクタを主茎や枝の傾きに沿った姿勢にすることができる。これにより、農作物収穫システムは、エンドエフェクタが果柄を切断するときの位置まで移動する際に、エンドエフェクタが主茎や枝を押し上げる等して無理な力をかけてしまうことを抑制できる。このように、本構成によれば、エンドエフェクタを用いて収穫対象物を収穫する際に、エンドエフェクタが主茎や枝に無理な力を加えてしまい主茎や枝を折り曲げて傷つけたり切断してしまったりすることも抑制でき、その結果、極めて安全に収穫作業を行うことができる。 Furthermore, the crop harvesting system of this configuration ends by performing the tilting process to the position where the crop harvesting end effector cuts the fruit stalk, that is, the position between the harvested object and the main stem or branch. When moving the effector, the end effector can be positioned along the inclination of the main stem or branch. As a result, the crop harvesting system can prevent the end effector from exerting an unreasonable force such as pushing up the main stem or branch when the end effector moves to the position where the peduncle is cut. As described above, according to this configuration, when the harvesting object is harvested using the end effector, the end effector applies an unreasonable force to the main stem or branch, and the main stem or branch is bent to be damaged or cut. It is possible to prevent the harvesting from happening, and as a result, the harvesting work can be carried out extremely safely.

第1実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例を示すもので、移動部材が引き出された状態を示す平面図An example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the first embodiment is shown, and a plan view showing a state in which the moving member is pulled out. 第1実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例を示すもので、図1のものにおいてカバー部材を取り外して示す平面図An example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the first embodiment is shown, and is a plan view showing the cover member removed in FIG. 第1実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例について図1のX3−X3線に沿って示す断面図A cross-sectional view showing an example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the first embodiment along the X3-X3 line of FIG. 第1実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例について図3の矢印X4方向から示す図An example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the first embodiment is shown from the direction of arrow X4 in FIG. 第1実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例について図1のX5−X5線に沿って示す断面図A cross-sectional view showing an example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the first embodiment along the line X5-X5 of FIG. 第1実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例について図1のX6−X6線に沿って示す断面図A cross-sectional view showing an example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the first embodiment along the lines X6-X6 of FIG. 第1実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例について図1のX7−X7線に沿って示す断面図A cross-sectional view showing an example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the first embodiment along the line X7-X7 of FIG. 第1実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例について図3の矢印X8部分を拡大して示す図An enlarged view of the arrow X8 portion of FIG. 3 showing an example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the first embodiment. 第1実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例について図3の矢印X9部分を拡大して示す図An enlarged view of the arrow X9 portion of FIG. 3 showing an example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the first embodiment. 第1実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例を示すもので、移動部材が引き込まれた状態を示す平面図An example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the first embodiment is shown, and a plan view showing a state in which the moving member is pulled in. 第1実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例を示すもので、図10のものにおいてカバー部材を取り外して示す平面図An example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the first embodiment is shown, and is a plan view showing the cover member removed in FIG. 第1実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例について図11のX12−X12線に沿って示す断面図A cross-sectional view showing an example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the first embodiment along the line X12-X12 of FIG. 第1実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例について図12の矢印X13部分を拡大して示す図An enlarged view of the arrow X13 portion of FIG. 12 showing an example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the first embodiment. 第1実施形態による農作物収穫システムの構成を概略的に示す図The figure which shows roughly the structure of the crop harvesting system by 1st Embodiment 第1実施形態による農作物収穫システムの制御装置の構成を概略的に示すブロック図A block diagram schematically showing the configuration of the control device of the crop harvesting system according to the first embodiment. 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて、視覚装置により取得した視覚情報の一例を概念的に示すもので、正面側から見た図In the crop harvesting system according to the first embodiment, an example of visual information acquired by a visual device is conceptually shown, and is a view seen from the front side. 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて、位置特定処理部による各位置の特定及び移動経路生成処理部による移動経路の生成の一例を概念的に示すもので、正面側から見た図In the crop harvesting system according to the first embodiment, an example of specifying each position by the position specifying processing unit and generating a moving route by the moving route generation processing unit is conceptually shown, and is a view seen from the front side. 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて、目標位置Pgの決定方法の一例を概念的に示す図A diagram conceptually showing an example of a method for determining a target position Pg in the crop harvesting system according to the first embodiment. 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて、農作物収穫用エンドエフェクタを収穫対象物の下方に進入させた状態を示すもので、(A)は正面側から見た図、(B)は上側から見た図In the crop harvesting system according to the first embodiment, the state in which the crop harvesting end effector is inserted below the crop target is shown, (A) is a view seen from the front side, and (B) is a view seen from the upper side. Figure 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて実行される収穫動作の制御内容の一例を示すフローチャートA flowchart showing an example of the control contents of the harvesting operation executed in the crop harvesting system according to the first embodiment. 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、農作物収穫用エンドエフェクタを始点位置まで移動させた状態を正面側から示す図。An example of the movement mode and the operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the first embodiment is shown, and the crop harvesting end effector is moved to the starting point position. The figure which shows the state from the front side. 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、農作物収穫用エンドエフェクタを先端位置まで移動させた状態を正面側から示す図。An example of the movement mode and the operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the first embodiment is shown, and the crop harvesting end effector is moved to the tip position. The figure which shows the state from the front side. 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、農作物収穫用エンドエフェクタを目標位置まで移動させた状態を正面側から示す図。An example of the movement mode and the operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the first embodiment is shown, and the crop harvesting end effector is moved to the target position. The figure which shows the state from the front side. 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、農作物収穫用エンドエフェクタを傾け角度で傾けた状態を正面側から示す図。An example of the movement mode and the operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the first embodiment is shown, and the state in which the crop harvesting end effector is tilted at an angle. Is shown from the front side. 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、農作物収穫用エンドエフェクタを傾け角度で傾けた状態を側面側から示す図(その1)。An example of the movement mode and the operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the first embodiment is shown, and the state in which the crop harvesting end effector is tilted at an angle. Is shown from the side surface side (No. 1). 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、農作物収穫用エンドエフェクタを傾け角度で傾けた状態を側面側から示す図(その2)。An example of the movement mode and the operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the first embodiment is shown, and the state in which the crop harvesting end effector is tilted at an angle. Is shown from the side surface side (No. 2). 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、農作物収穫用エンドエフェクタで果柄を切断する直前の状態を側面側から示す図。An example of the movement mode and the operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the first embodiment is shown, and immediately before the fruit stalk is cut by the crop harvesting end effector. The figure which shows the state of. 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの一例について、図27の矢印X28部分を拡大して示す図FIG. 2 is an enlarged view showing an example of an end effector for crop harvesting at each time point when a harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the first embodiment, in which the arrow X28 portion of FIG. 27 is enlarged. 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、農作物収穫用エンドエフェクタで果柄を切断して把持した状態を側面側から示す図。An example of the movement mode and the operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the first embodiment is shown, and the fruit stalk is cut by the crop harvesting end effector. The figure which shows the gripping state from the side surface side. 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの一例について、図29の矢印X30部分を拡大して示す図An enlarged view of arrow X30 in FIG. 29 shows an example of an end effector for crop harvesting at each time point when a harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the first embodiment. 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、農作物収穫用エンドエフェクタの傾きを復帰した状態を正面側から示す図An example of the movement mode and the operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the first embodiment is shown, and the state in which the inclination of the crop harvesting end effector is restored is shown. View from the front side 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、農作物収穫用エンドエフェクタが回収箱へ向かって移動する際の状態を側面側から示す図An example of the movement mode and operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the first embodiment is shown, and the crop harvesting end effector moves toward the collection box. The figure which shows the state at the time of doing from the side 第1実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、果柄の把持を解放した状態を側面側から示す図An example of the movement mode and the operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the first embodiment is shown, and the state in which the grip of the peduncle is released is shown from the side surface side. Figure shown 第2実施形態による農作物収穫システムについて、記憶領域に記憶されているデータテーブルの一例を示す図The figure which shows an example of the data table stored in the storage area about the crop harvesting system by 2nd Embodiment. 第3実施形態による農作物収穫システムについて、傾け角度を設定するためのパターンマッチング処理の一例を概念的に示す図(その1)The figure which conceptually shows an example of the pattern matching process for setting the tilt angle about the crop harvesting system by 3rd Embodiment (the 1). 第3実施形態による農作物収穫システムについて、傾け角度を設定するためのパターンマッチング処理の一例を概念的に示す図(その2)A diagram conceptually showing an example of pattern matching processing for setting an inclination angle for the crop harvesting system according to the third embodiment (Part 2). 第3実施形態による農作物収穫システムについて、傾け角度を設定するための直線又は曲線のフィッティング処理の一例を概念的に示す図The figure which conceptually shows an example of the fitting process of a straight line or a curve for setting a tilt angle about the crop harvesting system by 3rd Embodiment. 第4実施形態による農作物収穫システムにおいて、位置特定処理部による各位置の特定及び移動経路生成処理部による移動経路の生成の一例を概念的に示す図In the crop harvesting system according to the fourth embodiment, a diagram conceptually showing an example of identification of each position by the position identification processing unit and generation of a movement route by the movement route generation processing unit. 第4実施形態による農作物収穫システムの制御装置の構成を概略的に示すブロック図Block diagram schematically showing the configuration of the control device of the crop harvesting system according to the fourth embodiment. 第4実施形態による農作物収穫システムについて、接触検出部によって検出する力と、農作物収穫用エンドエフェクタに設定される回転軸と、の関係を概念的に示す図A diagram conceptually showing the relationship between the force detected by the contact detection unit and the rotation axis set in the end effector for crop harvesting in the crop harvesting system according to the fourth embodiment. 第4実施形態による農作物収穫システムにおいて実行される収穫動作の制御内容の一例を示すフローチャートA flowchart showing an example of the control contents of the harvesting operation executed in the crop harvesting system according to the fourth embodiment. 第4実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、農作物収穫用エンドエフェクタを始点位置まで移動させた状態を正面側から示す図An example of the movement mode and the operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the fourth embodiment is shown, and the crop harvesting end effector is moved to the starting point position. The figure which shows the state from the front side 第4実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、回転軸側接触検出部が農作物収穫用エンドエフェクタに対する接触を検出した状態を正面側から示す図An example of the movement mode and the operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the fourth embodiment is shown, and the rotation axis side contact detection unit is the crop harvesting end effector. The figure which shows the state which detected the contact with 第4実施形態による農作物収穫システムにおいて収穫動作が実行された際の各時点における農作物収穫用エンドエフェクタの移動態様及び動作態様の一例を示すもので、反回転軸側接触検出部が農作物収穫用エンドエフェクタに対する接触を検出した状態を正面側から示す図An example of the movement mode and the operation mode of the crop harvesting end effector at each time point when the harvesting operation is executed in the crop harvesting system according to the fourth embodiment is shown, and the counter-rotating shaft side contact detection unit is the crop harvesting end. The figure which shows the state which detected the contact with an effector from the front side 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、視覚装置により取得した視覚情報の一例であって収穫対象物が主茎の横側に位置している状態を示すもので、正面側から見た図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, it is an example of visual information acquired by a visual device and shows a state in which the harvested object is located on the lateral side of the main stem, and is a view seen from the front side. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、視覚装置により取得した視覚情報の一例であって収穫対象物が主茎の横側に位置している状態を示すもので、上面側から見た図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, it is an example of visual information acquired by a visual device and shows a state in which the harvesting object is located on the lateral side of the main stem, and is a view seen from the upper surface side. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、視覚装置により取得した視覚情報の一例であって収穫対象物が主茎の正面側に位置している状態を示すもので、正面側から見た図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, it is an example of visual information acquired by a visual device and shows a state in which the harvesting object is located on the front side of the main stem, and is a view seen from the front side. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、視覚装置により取得した視覚情報の一例であって収穫対象物が主茎の正面側に位置している状態を示すもので、上面側から見た図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, it is an example of visual information acquired by a visual device and shows a state in which the harvested object is located on the front side of the main stem, and is a view seen from the upper surface side. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、視覚装置により取得した視覚情報の一例であって収穫対象物が主茎の背面側に位置している状態を示すもので、正面側から見た図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, it is an example of visual information acquired by a visual device and shows a state in which the harvesting object is located on the back side of the main stem, and is a view seen from the front side. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、視覚装置により取得した視覚情報の一例であって収穫対象物が主茎の背面側に位置している状態を示すもので、上面側から見た図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, it is an example of visual information acquired by a visual device and shows a state in which the harvesting object is located on the back side of the main stem, and is a view seen from the upper surface side. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、図46に示す場合における進入方向を概念的に示す図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, a diagram conceptually showing the approach direction in the case shown in FIG. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、収穫対象物が主茎の横側に位置している場合における農作物収穫用エンドエフェクタの進入方向の一例を示す図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, a diagram showing an example of the approach direction of the crop harvesting end effector when the harvesting object is located on the lateral side of the main stem. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、図48に示す場合における進入方向を概念的に示す図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, a diagram conceptually showing the approach direction in the case shown in FIG. 48. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、収穫対象物が主茎の正面側に位置している場合における農作物収穫用エンドエフェクタの進入方向の一例を示す図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, a diagram showing an example of the approach direction of the crop harvesting end effector when the harvesting object is located on the front side of the main stem. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、図50に示す場合における進入方向を概念的に示す図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, a diagram conceptually showing the approach direction in the case shown in FIG. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、収穫対象物が主茎の背面側に位置している場合における農作物収穫用エンドエフェクタの進入方向の一例を示す図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, a diagram showing an example of the approach direction of the crop harvesting end effector when the harvesting object is located on the back side of the main stem. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、図51に示すものにオフセット角度を考慮した場合における農作物収穫用エンドエフェクタの進入方向を概念的に示す図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, a diagram conceptually showing the approach direction of the crop harvesting end effector when the offset angle is taken into consideration in the one shown in FIG. 51. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、図53に示すものにオフセット角度を考慮した場合における農作物収穫用エンドエフェクタの進入方向を概念的に示す図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, a diagram conceptually showing the approach direction of the crop harvesting end effector when the offset angle is taken into consideration in the one shown in FIG. 53. 第5実施形態による農作物収穫システムにおいて、図55に示すものにオフセット角度を考慮した場合における農作物収穫用エンドエフェクタの進入方向を概念的に示す図In the crop harvesting system according to the fifth embodiment, a diagram conceptually showing the approach direction of the crop harvesting end effector when the offset angle is taken into consideration in the one shown in FIG. 55. 第6実施形態による農作物収穫システムにおいて、収穫対象物が主茎の横側に位置している場合における農作物収穫用エンドエフェクタの進入方向の決定方法の一例を示す図In the crop harvesting system according to the sixth embodiment, a diagram showing an example of a method of determining the approach direction of the crop harvesting end effector when the harvesting object is located on the lateral side of the main stem. 第6実施形態による農作物収穫システムにおいて、収穫対象物が主茎の正面側に位置している場合における農作物収穫用エンドエフェクタの進入方向の決定方法の一例を示す図In the crop harvesting system according to the sixth embodiment, a diagram showing an example of a method of determining the approach direction of the crop harvesting end effector when the harvesting object is located on the front side of the main stem. 第6実施形態による農作物収穫システムにおいて、収穫対象物が主茎の背面側に位置している場合における農作物収穫用エンドエフェクタの進入方向の決定方法の一例を示す図In the crop harvesting system according to the sixth embodiment, a diagram showing an example of a method of determining the approach direction of the crop harvesting end effector when the harvesting object is located on the back side of the main stem. 第7実施形態による農作物収穫システムにおいて、農作物収穫用エンドエフェクタに設定される回転軸の設定箇所の一例を示すもので、上面側から見た図In the crop harvesting system according to the seventh embodiment, an example of the setting location of the rotation axis set in the crop harvesting end effector is shown, and is a view seen from the upper surface side. 第7実施形態による農作物収穫システムにおいて、ピッチ回転軸を中心にピッチ方向へ農作物収穫用エンドエフェクタを傾ける際の一例を示す図(その1)In the crop harvesting system according to the seventh embodiment, a diagram showing an example of tilting the crop harvesting end effector in the pitch direction around the pitch rotation axis (No. 1). 第7実施形態による農作物収穫システムにおいて、ピッチ回転軸を中心にピッチ方向へ農作物収穫用エンドエフェクタを傾ける際の一例を示す図(その2)In the crop harvesting system according to the seventh embodiment, a diagram showing an example of tilting the crop harvesting end effector in the pitch direction around the pitch rotation axis (Part 2). 第8実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例を示すもので、移動部材が引き出された状態を示す平面図An example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the eighth embodiment is shown, and a plan view showing a state in which the moving member is pulled out. 第9実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例を示すもので、移動部材が引き出された状態を示す平面図An example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the ninth embodiment is shown, and a plan view showing a state in which the moving member is pulled out. 第10実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例をカバー部材を取り外した状態で示すもので、把持部材が前進している状態を示す平面図An example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the tenth embodiment is shown with the cover member removed, and is a plan view showing a state in which the gripping member is advancing. 第10実施形態による農作物収穫用エンドエフェクタの構成の一例をカバー部材を取り外した状態で示すもので、把持部材が後退している状態を示す平面図An example of the configuration of the end effector for crop harvesting according to the tenth embodiment is shown in a state where the cover member is removed, and is a plan view showing a state in which the gripping member is retracted.

以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, a plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In each embodiment, substantially the same configuration is designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

(第1実施形態)
以下、第1実施形態について図1〜図33を参照して説明する。
<農作物収穫用エンドエフェクタの構成>
まず、農作物収穫用エンドエフェクタ1の構成について、主に図1〜図13を参照して説明する。本実施形態の農作物収穫用エンドエフェクタ1(以下、エンドエフェクタ1と称する)は、例えばトマト、ミニトマトやナスのように主茎から垂れ下がった状態で成長する果菜類や、リンゴやナシ、ブドウのように樹木の枝から垂れ下がった状態で成長する果樹類を収穫対象物として収穫することに用いることができる。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 33.
<Structure of end effector for crop harvesting>
First, the configuration of the end effector 1 for crop harvesting will be described mainly with reference to FIGS. 1 to 13. The end effector 1 for harvesting agricultural products of the present embodiment (hereinafter referred to as end effector 1) includes fruit vegetables such as tomatoes, cherry tomatoes and eggplants that grow in a state of hanging from the main stem, and apples, pears and grapes. As described above, fruit trees that grow in a state of hanging from a tree branch can be used for harvesting as a harvest target.

エンドエフェクタ1は、図1〜図3等に示すように、全体として一方向に長い形状に構成されており、切断刃2、ベース部材10、移動部材20、移動機構30、及び把持機構40を備えている。本実施形態の場合、切断刃2は、ベース部材10に設けられている。このため、本実施形態において、ベース部材10は、果柄を切断するための切断刃2が設けられた第1部材として機能する。また、移動部材20は、ベース部材10に対して、エンドエフェクタ1の長手方向に沿って移動可能に構成されている。このため、本実施形態において、移動部材20は、第1部材つまりベース部材10に対して相対的に移動可能に構成された第2部材として機能する。 As shown in FIGS. 1 to 3, the end effector 1 is configured to have a long shape in one direction as a whole, and includes a cutting blade 2, a base member 10, a moving member 20, a moving mechanism 30, and a gripping mechanism 40. I have. In the case of this embodiment, the cutting blade 2 is provided on the base member 10. Therefore, in the present embodiment, the base member 10 functions as a first member provided with a cutting blade 2 for cutting the peduncle. Further, the moving member 20 is configured to be movable with respect to the base member 10 along the longitudinal direction of the end effector 1. Therefore, in the present embodiment, the moving member 20 functions as a first member, that is, a second member configured to be movable relative to the base member 10.

以下の説明では、エンドエフェクタ1の長手方向すなわち移動部材20の移動方向のうち、移動部材20がベース部材10から離間する方向を、エンドエフェクタ1の前側又は移動部材20の前進方向とし、逆方向つまり移動部材20がベース部材10に接近する方向をエンドエフェクタ1の後側又は移動部材20の後退方向とする。また、図1におけるエンドエフェクタ1の長手方向に対する直角方向を、エンドエフェクタ1の幅方向とする。そして、図3におけるエンドエフェクタ1の長手方向及び幅方向に対する直角方向を、エンドエフェクタ1の厚み方向とする。 In the following description, of the longitudinal direction of the end effector 1, that is, the moving direction of the moving member 20, the direction in which the moving member 20 is separated from the base member 10 is defined as the front side of the end effector 1 or the forward direction of the moving member 20, and the opposite direction. That is, the direction in which the moving member 20 approaches the base member 10 is the rear side of the end effector 1 or the retracting direction of the moving member 20. Further, the direction perpendicular to the longitudinal direction of the end effector 1 in FIG. 1 is defined as the width direction of the end effector 1. Then, the direction perpendicular to the longitudinal direction and the width direction of the end effector 1 in FIG. 3 is defined as the thickness direction of the end effector 1.

ベース部材10は、移動部材20、移動機構30、及び把持機構40の土台となる構成であり、保持部材11、12、カバー部材13、連結部材14、及び取付部材15を含んで構成されている。保持部材11、12は、エンドエフェクタ1の長手方向に離間して配置されている。本実施形態の場合、前側に設けられた保持部材11は、図5に示すように、断面がいわゆるT字形状に形成されている。そして、前側の保持部材11は、摺動溝111及びばね支持部112を有している。摺動溝111は、複数例えば3つ設けられており、カバー部材13側から掘り込まれて前後方向に伸びる溝形状に形成されている。ばね支持部112は、後述する弾性部材42の一端部を支持する機能を有している。本実施形態の場合、ばね支持部112は、例えば前側の保持部材11の前面から前方へ突出した円筒形状に形成されている。また、後側に設けられた保持部材12は、図4にも示すように、矩形のブロック状に形成されている。 The base member 10 has a configuration that serves as a base for the moving member 20, the moving mechanism 30, and the gripping mechanism 40, and includes the holding members 11 and 12, the cover member 13, the connecting member 14, and the mounting member 15. .. The holding members 11 and 12 are arranged apart from each other in the longitudinal direction of the end effector 1. In the case of the present embodiment, the holding member 11 provided on the front side has a so-called T-shaped cross section as shown in FIG. The holding member 11 on the front side has a sliding groove 111 and a spring support portion 112. A plurality of, for example, three sliding grooves 111 are provided, and are formed in a groove shape that is dug from the cover member 13 side and extends in the front-rear direction. The spring support portion 112 has a function of supporting one end of the elastic member 42, which will be described later. In the case of the present embodiment, the spring support portion 112 is formed in a cylindrical shape that protrudes forward from the front surface of the holding member 11 on the front side, for example. Further, the holding member 12 provided on the rear side is formed in a rectangular block shape as shown in FIG.

カバー部材13は、図1及び図3等に示すように、全体として板状に形成されており、保持部材11、12に対してエンドエフェクタ1の厚み方向の一方側に設けられて、エンドエフェクタ1の厚み方向の一方側の少なくとも一部又は全体を覆っている。カバー部材13は、例えば図示しないボルト等の締結部材によって、保持部材11、12に固定されている。これにより、カバー部材13は、前側の保持部材11と後側の保持部材12とを接続している。カバー部材13の後側は、エンドエフェクタ1の前後方向に長い矩形の板状に形成されており、カバー部材13の前側は、前方へ向かって幅が広がる台形状に形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 3, the cover member 13 is formed in a plate shape as a whole, and is provided on one side of the end effector 1 in the thickness direction with respect to the holding members 11 and 12, and is an end effector. It covers at least a part or the whole of one side in the thickness direction of 1. The cover member 13 is fixed to the holding members 11 and 12 by, for example, a fastening member such as a bolt (not shown). As a result, the cover member 13 connects the holding member 11 on the front side and the holding member 12 on the rear side. The rear side of the cover member 13 is formed in a rectangular plate shape that is long in the front-rear direction of the end effector 1, and the front side of the cover member 13 is formed in a trapezoidal shape that widens toward the front.

カバー部材13は、図1に示すように、窪み部131及びガイド部132を有している。窪み部131は、カバー部材13の前側の縁部を、後方へ向かって矩形状に窪ませて形成されている。本実施形態の場合、窪み部131は、カバー部材13の中心部つまりエンドエフェクタ1の幅方向の中心部を跨って幅方向に延びており、カバー部材13の前端部における幅方向の半分以上、この場合、略全体に亘って設けられている。ガイド部132は、図1等に示すように、カバー部材13の前端部において幅方向の両側、つまり窪み部131の両端側に設けられている。ガイド部132は、エンドエフェクタ1の後側から前側へ向かうにつれてカバー部材13の幅方向に広がるように傾斜している。 As shown in FIG. 1, the cover member 13 has a recessed portion 131 and a guide portion 132. The recessed portion 131 is formed by recessing the front edge portion of the cover member 13 in a rectangular shape toward the rear. In the case of the present embodiment, the recessed portion 131 extends in the width direction across the central portion of the cover member 13, that is, the central portion in the width direction of the end effector 1, and is more than half of the width direction at the front end portion of the cover member 13. In this case, it is provided almost entirely. As shown in FIG. 1 and the like, the guide portion 132 is provided on both sides in the width direction at the front end portion of the cover member 13, that is, on both ends sides of the recessed portion 131. The guide portion 132 is inclined so as to expand in the width direction of the cover member 13 from the rear side to the front side of the end effector 1.

連結部材14は、図2及び図3に示すように、例えば全体として前後方向に長い矩形の板状に形成されており、保持部材11、12に対してエンドエフェクタ1の厚み方向の他方側すなわちカバー部材13とは反対側に設けられて、エンドエフェクタ1の厚み方向の他方側の少なくとも一部又は全体を覆っている。連結部材14は、図示しない例えばボルト等の締結部材によって、保持部材11、12に固定されている。すなわち、連結部材14は、前側の保持部材11と後側の保持部材12とを接続している。 As shown in FIGS. 2 and 3, for example, the connecting member 14 is formed in the shape of a rectangular plate that is long in the front-rear direction as a whole, and the other side of the end effector 1 in the thickness direction with respect to the holding members 11 and 12, that is, It is provided on the side opposite to the cover member 13 and covers at least a part or the whole of the end effector 1 on the other side in the thickness direction. The connecting member 14 is fixed to the holding members 11 and 12 by a fastening member such as a bolt (not shown). That is, the connecting member 14 connects the holding member 11 on the front side and the holding member 12 on the rear side.

取付部材15は、エンドエフェクタ1を後述するロボットアーム52に取り付けるためのものである。取付部材15は、図3及び図4等に示すように、例えば板状の部材を折り曲げた形状に形成されており、図示しない例えばボルト等の締結部材によって連結部材14に固定されている。取付部材15は、連結部材14からエンドエフェクタ1の幅方向の一方側に延び出ている。そして、取付部材15は、ボルト等の締結部材を通すための複数の通し穴151を有している。エンドエフェクタ1は、取付部材15の通し穴151にボルト等の締結部材を通してロボットアーム52のボルト穴にねじ込むことで、ロボットアーム52に取り付けられる。 The mounting member 15 is for mounting the end effector 1 on the robot arm 52, which will be described later. As shown in FIGS. 3 and 4, the mounting member 15 is formed in a bent shape of, for example, a plate-shaped member, and is fixed to the connecting member 14 by a fastening member such as a bolt (not shown). The mounting member 15 extends from the connecting member 14 to one side in the width direction of the end effector 1. The mounting member 15 has a plurality of through holes 151 for passing a fastening member such as a bolt. The end effector 1 is attached to the robot arm 52 by passing a fastening member such as a bolt through the through hole 151 of the attachment member 15 and screwing it into the bolt hole of the robot arm 52.

ベース部材10は、果柄を切断するための切断刃2を着脱可能に固定する。すなわち、切断刃2は、ベース部材10に着脱可能に固定される。本実施形態の場合、切断刃2は、例えば、板状に形成されており、刃先を前側へ向けた姿勢でベース部材10に取り付けられる。切断刃2は、図5等に示すように、前側の保持部材11とカバー部材13との間に挟み込まれている。そして、ボルト16をカバー部材13に通して保持部材11にねじ込むことで、切断刃2は、前側の保持部材11とカバー部材13との間に挟み込まれた状態で固定される。 The base member 10 detachably fixes the cutting blade 2 for cutting the peduncle. That is, the cutting blade 2 is detachably fixed to the base member 10. In the case of the present embodiment, the cutting blade 2 is formed in a plate shape, for example, and is attached to the base member 10 with the blade edge facing forward. As shown in FIG. 5 and the like, the cutting blade 2 is sandwiched between the holding member 11 on the front side and the cover member 13. Then, by passing the bolt 16 through the cover member 13 and screwing it into the holding member 11, the cutting blade 2 is fixed in a state of being sandwiched between the holding member 11 on the front side and the cover member 13.

図1等に示すように、切断刃2の刃先は、窪み部131内に収められている。すなわち、切断刃2の刃先は、窪み部131の前端部より前方へは出ていない。換言すれば、切断刃2とガイド部132とは、エンドエフェクタ1の長手方向及び幅方向のいずれにおいても重なっていない。 As shown in FIG. 1 and the like, the cutting edge of the cutting blade 2 is housed in the recessed portion 131. That is, the cutting edge of the cutting blade 2 does not protrude forward from the front end portion of the recessed portion 131. In other words, the cutting blade 2 and the guide portion 132 do not overlap in either the longitudinal direction or the width direction of the end effector 1.

移動部材20は、カバー部材13と連結部材14との間で、かつ、切断刃2に対してカバー部材13とは反対側つまり連結部材14側に設けられている。移動部材20は、環状部材21、及び回転部材22を有している。環状部材21は、移動部材20の主要構成であって、例えば剛性を有する金属や樹脂などによって全体として閉じた環状に形成されている。この場合、切断刃2は、環状部材21の内側に配置されている。すなわち、切断刃2の周囲は、環状部材21によって囲まれている。また、環状部材21は、全体としてエンドエフェクタ1の前後方向に長い多角形、例えば六角形状に形成されている。この場合、環状部材21は、枠部211、取付部212、受け部213、係止部214、及び移動部材側突出部215を一体に有している。 The moving member 20 is provided between the cover member 13 and the connecting member 14, and on the side opposite to the cover member 13, that is, on the connecting member 14 side with respect to the cutting blade 2. The moving member 20 has an annular member 21 and a rotating member 22. The annular member 21 is a main configuration of the moving member 20, and is formed in an annular shape as a whole, for example, made of a rigid metal or resin. In this case, the cutting blade 2 is arranged inside the annular member 21. That is, the periphery of the cutting blade 2 is surrounded by the annular member 21. Further, the annular member 21 is formed as a whole in a polygonal shape, for example, a hexagonal shape, which is long in the front-rear direction of the end effector 1. In this case, the annular member 21 integrally has a frame portion 211, a mounting portion 212, a receiving portion 213, a locking portion 214, and a moving member side protruding portion 215.

枠部211は、環状部材21の前側に設けられた幅方向に伸びる辺と、その前側の辺の幅方向の両側に設けられた前後方向に伸びる2辺とによって、いわゆるコ字状若しくはU字状に構成された部分である。環状部材21において、枠部211部分は、他の部分に比べて細く形成されている。この場合、枠部211の厚み寸法は、数mm程度、例えば3〜5mm程度に設定されている。取付部212は、環状部材21の後側の辺部分であり、枠部211よりも太くつまり幅広に構成されている。取付部212は、例えば図示しないボルト等の締結部材によって移動機構30に取り付けられる。 The frame portion 211 has a so-called U-shape or a U-shape depending on a side extending in the width direction provided on the front side of the annular member 21 and two sides extending in the front-rear direction provided on both sides of the front side in the width direction. It is a part constructed in a shape. In the annular member 21, the frame portion 211 portion is formed thinner than the other portions. In this case, the thickness dimension of the frame portion 211 is set to about several mm, for example, about 3 to 5 mm. The mounting portion 212 is a side portion on the rear side of the annular member 21, and is configured to be thicker, that is, wider than the frame portion 211. The mounting portion 212 is mounted on the moving mechanism 30 by, for example, a fastening member such as a bolt (not shown).

受け部213は、枠部211において切断刃2と対向する部分、この場合、環状部材21の前側に設けられた幅方向に伸びる辺部分を、前方へ向かって矩形状に窪ませて形成されている。エンドエフェクタ1の幅方向における受け部213の長さは、切断刃2と同程度に設定されている。係止部214は、受け部213の長手方向の両端側すなわちエンドエフェクタ1の幅方向における両端側に設けられている。この場合、受け部213は、係止部214に対してエンドエフェクタ1の前側へ向かって窪んでいる。 The receiving portion 213 is formed by denting a portion of the frame portion 211 facing the cutting blade 2, in this case, a side portion provided on the front side of the annular member 21 extending in the width direction in a rectangular shape toward the front. There is. The length of the receiving portion 213 in the width direction of the end effector 1 is set to be about the same as that of the cutting blade 2. The locking portions 214 are provided on both ends in the longitudinal direction of the receiving portion 213, that is, on both ends in the width direction of the end effector 1. In this case, the receiving portion 213 is recessed toward the front side of the end effector 1 with respect to the locking portion 214.

移動部材側突出部215は、受け部213に設けられている。移動部材側突出部215は、図8に示すように、受け部213から後方側へ向かって突出するように形成された突出部である。この場合、移動部材側突出部215は、受け部213の長手方向の全体つまりエンドエフェクタ1の幅方向の略全体に亘って設けられている。この移動部材側突出部215は、例えば図8に示すように断面が鋭角に形成することができるが、果柄を切断するものではない。すなわち、移動部材側突出部215は、当該移動部材側突出部215が果柄に押し付けられた際にその果柄を切断しないが果柄に食い込む程度に鋭角に形成されている。なお、移動部材側突出部215は、例えば多数の角錐形状や円柱形状、若しくは半球状で構成することもできる。 The moving member side protruding portion 215 is provided on the receiving portion 213. As shown in FIG. 8, the moving member side projecting portion 215 is a projecting portion formed so as to project from the receiving portion 213 toward the rear side. In this case, the moving member side protruding portion 215 is provided over the entire length direction of the receiving portion 213, that is, substantially the entire width direction of the end effector 1. The moving member side protruding portion 215 can be formed with an acute angle in cross section as shown in FIG. 8, for example, but does not cut the peduncle. That is, the moving member-side protruding portion 215 is formed at an acute angle to the extent that the moving member-side protruding portion 215 does not cut the peduncle when pressed against the peduncle, but bites into the peduncle. The moving member side protrusion 215 may be formed, for example, in a large number of pyramid shapes, a cylindrical shape, or a hemispherical shape.

回転部材22は、例えば長細い円筒形状に形成されたローラーであり、図1及び図7に示すように、環状部材21のうち枠部211部分に設けられている。本実施形態の場合、回転部材22は、枠部211のうち前後方向に伸びる部分に設けられている。すなわち、枠部211部分のうち受け部213、係止部214、及び移動部材側突出部215が設けられていない部分に、回転部材22は設けられている。換言すれば、回転部材22は、枠部211のうち切断刃2と対向する部分を除いた部分に設けられている。 The rotating member 22 is, for example, a roller formed in an elongated cylindrical shape, and is provided on a frame portion 211 portion of the annular member 21 as shown in FIGS. 1 and 7. In the case of the present embodiment, the rotating member 22 is provided in a portion of the frame portion 211 that extends in the front-rear direction. That is, the rotating member 22 is provided in the portion of the frame portion 211 where the receiving portion 213, the locking portion 214, and the moving member side protruding portion 215 are not provided. In other words, the rotating member 22 is provided in a portion of the frame portion 211 excluding the portion facing the cutting blade 2.

回転部材22は、枠部211が通されており、外力を受けて回転可能に構成されている。回転部材22は、金属製や樹脂製であって剛性を有するものであっても良いし、表面が柔軟性を有するものであっても良い。また、回転部材22は、両側各1本の長尺状の部材で構成しても良いし、多数の短い部材で構成しても良い。また、回転部材22は、丸みを帯びており摩擦が少ない部材で構成されていれば、必ずしも枠部211に対して回転可能に構成する必要はない。この場合、回転部材22を省略し、枠部211自体を、丸みを帯びており摩擦が少ない部材で構成しても良い。 A frame portion 211 is passed through the rotating member 22, and the rotating member 22 is configured to be rotatable by receiving an external force. The rotating member 22 may be made of metal or resin and has rigidity, or may have a flexible surface. Further, the rotating member 22 may be composed of one long member on each side or a large number of short members. Further, if the rotating member 22 is made of a member that is rounded and has little friction, it is not always necessary to make the rotating member 22 rotatable with respect to the frame portion 211. In this case, the rotating member 22 may be omitted, and the frame portion 211 itself may be made of a member that is rounded and has less friction.

移動機構30は、第1部材としてのベース部材10に対して、第2部材としての移動部材20を相対的に移動させる機能を有する。本実施形態の場合、移動機構30は、例えばボールねじ機構で構成されている。この場合、移動機構30は、図1〜図6に示すように、モータ31、軸受け32、ねじ軸33、ナット部材34、伝達部材35、ガイドシャフト36、リニアブシュ37を有して構成されている。 The moving mechanism 30 has a function of relatively moving the moving member 20 as the second member with respect to the base member 10 as the first member. In the case of this embodiment, the moving mechanism 30 is composed of, for example, a ball screw mechanism. In this case, as shown in FIGS. 1 to 6, the moving mechanism 30 includes a motor 31, a bearing 32, a screw shaft 33, a nut member 34, a transmission member 35, a guide shaft 36, and a linear bush 37. ..

モータ31は、移動機構30の駆動力、すなわち、移動部材20を移動させるための駆動源となるものであり、例えばサーボモータで構成されている。軸受け32、ねじ軸33、ナット部材34、伝達部材35、ガイドシャフト36、及びリニアブシュ37は、駆動源であるモータ31の回転力を、エンドエフェクタ1の長手方向に沿った直線方向への移動に変換して移動部材20に伝達するための構成である。 The motor 31 serves as a driving force for the moving mechanism 30, that is, a driving source for moving the moving member 20, and is composed of, for example, a servomotor. The bearing 32, the screw shaft 33, the nut member 34, the transmission member 35, the guide shaft 36, and the linear bush 37 move the rotational force of the motor 31 which is the drive source in the linear direction along the longitudinal direction of the end effector 1. It is a configuration for converting and transmitting to the moving member 20.

モータ31は、例えば後側の保持部材12の外側に取り付けられており、ねじ軸33の一方の端部に接続されてねじ軸33を回転させる。軸受け32は、ねじ軸33を回転可能に支持するためのものであり、前後の保持部材11、12に設けられている。すなわち、ねじ軸33は、その軸方向がエンドエフェクタ1の長手方向に沿った状態で配置されている。 The motor 31 is attached to the outside of the holding member 12 on the rear side, for example, and is connected to one end of the screw shaft 33 to rotate the screw shaft 33. The bearing 32 is for rotatably supporting the screw shaft 33, and is provided on the front and rear holding members 11 and 12. That is, the screw shaft 33 is arranged so that its axial direction is along the longitudinal direction of the end effector 1.

ねじ軸33は、全長に亘ってねじが形成された軸であり、前後の保持部材11、12に設けられた軸受け32に回転可能に支持されて、前後の保持部材11、12を繋ぐように設けられている。ナット部材34は、モータ31からねじ軸33を介して伝達された回転を、ねじ軸33の軸方向に沿った直線移動に変換する機能を有する。 The screw shaft 33 is a shaft on which a screw is formed over the entire length, and is rotatably supported by bearings 32 provided on the front and rear holding members 11 and 12, so as to connect the front and rear holding members 11 and 12. It is provided. The nut member 34 has a function of converting the rotation transmitted from the motor 31 via the screw shaft 33 into a linear movement along the axial direction of the screw shaft 33.

ナット部材34は、例えば内部に回転可能な多数のボールを有するボールナットで構成されており、伝達部材35に取り付けられている。伝達部材35は、例えばブロック状に構成されており、移動部材20が取り付けられる。本実施形態の場合、移動部材20のうち、環状部材21の取付部212が、例えば図示しないボルト等の締結部材によって伝達部材35に固定されている。すなわち、ナット部材34は、伝達部材35を介して移動部材20に連結されている。これにより、移動部材20は、伝達部材35と一体的に移動することができる。 The nut member 34 is composed of, for example, a ball nut having a large number of balls that can rotate inside, and is attached to the transmission member 35. The transmission member 35 is configured in a block shape, for example, and a moving member 20 is attached to the transmission member 35. In the case of the present embodiment, of the moving members 20, the mounting portion 212 of the annular member 21 is fixed to the transmission member 35 by a fastening member such as a bolt (not shown). That is, the nut member 34 is connected to the moving member 20 via the transmission member 35. As a result, the moving member 20 can move integrally with the transmission member 35.

ガイドシャフト36及びリニアブシュ37は、ねじ軸33の回転によりナット部材34が回転することを規制し、これによりナット部材34をねじ軸33の軸方向に沿って直線的に移動させる機能を有する。ガイドシャフト36は、前後の保持部材11、12を繋ぐように設けられている。この場合、2本のガイドシャフト36が、ねじ軸33に対してエンドエフェクタ1の幅方向の両側に設けられている。また、リニアブシュ37は、伝達部材35においてナット部材34の両側に2つ設けられており、それぞれガイドシャフト36が通されている。 The guide shaft 36 and the linear bush 37 have a function of restricting the rotation of the nut member 34 by the rotation of the screw shaft 33, thereby moving the nut member 34 linearly along the axial direction of the screw shaft 33. The guide shaft 36 is provided so as to connect the front and rear holding members 11 and 12. In this case, two guide shafts 36 are provided on both sides of the end effector 1 in the width direction with respect to the screw shaft 33. Further, two linear bushes 37 are provided on both sides of the nut member 34 in the transmission member 35, and the guide shaft 36 is passed through each of the linear bushes 37.

このような構成により、モータ31が回転すると、その回転力は、ねじ軸33、ナット部材34、及び伝達部材35を介して、ねじ軸33の軸方向に沿った直線的な移動に変換されて移動部材20に伝達される。これにより、モータ31の回転により、移動部材20は、ねじ軸33の軸方向すなわちエンドエフェクタ1の長手方向に沿って直線的に移動する。なお、移動機構30は、ねじ軸33及びナット部材34を含むいわゆるボールナット機構に換えて、ラックアンドピニオン機構で構成することもできる。更に例えば移動機構30は、エア駆動や電動の直動型シリンダで構成することもできる。 With such a configuration, when the motor 31 rotates, its rotational force is converted into a linear movement along the axial direction of the screw shaft 33 via the screw shaft 33, the nut member 34, and the transmission member 35. It is transmitted to the moving member 20. As a result, the rotation of the motor 31 causes the moving member 20 to move linearly along the axial direction of the screw shaft 33, that is, the longitudinal direction of the end effector 1. The moving mechanism 30 may be configured by a rack and pinion mechanism instead of the so-called ball nut mechanism including the screw shaft 33 and the nut member 34. Further, for example, the moving mechanism 30 can be configured by an air-driven or electric direct-acting cylinder.

また、移動機構30は、図3等に示すように、ストッパ381、382を有していても良い。ストッパ381、382は、例えばいわゆるストッパボルト等であり、前後の保持部材11、12に設けられている。ストッパ381、382は、伝達部材35に当てて伝達部材35の移動を停止させる機能を有する。すなわち、前端ストッパ381は、伝達部材35の前後方向の移動端を規定する。この場合、伝達部材35の前後方向の移動端を規定する2つのストッパ381、382のうち、少なくとも後端位置を規定する後端ストッパ382は、保持部材12からの突出量を任意に調整できるものであることが望ましい。これにより、伝達部材35の後方側の移動端を任意に調整するこができる。 Further, the moving mechanism 30 may have stoppers 381 and 382 as shown in FIG. 3 and the like. The stoppers 381 and 382 are, for example, so-called stopper bolts and the like, and are provided on the front and rear holding members 11 and 12. The stoppers 381 and 382 have a function of hitting the transmission member 35 to stop the movement of the transmission member 35. That is, the front end stopper 381 defines the moving end of the transmission member 35 in the front-rear direction. In this case, of the two stoppers 381 and 382 that define the moving end of the transmission member 35 in the front-rear direction, at least the rear end stopper 382 that defines the rear end position can arbitrarily adjust the amount of protrusion from the holding member 12. Is desirable. Thereby, the moving end on the rear side of the transmission member 35 can be arbitrarily adjusted.

把持機構40は、移動部材20が移動して収穫対象物の果柄を切断した際に、移動部材20との間に果柄を把持する機能を有する。これにより、果柄が切断された収穫対象物が落下しないようにすることができる。本実施形態の場合、把持機構40は、図2及び図3等に示すように、把持部材41と、弾性部材42と、を有している。 The gripping mechanism 40 has a function of gripping the peduncle between the moving member 20 and the moving member 20 when the moving member 20 moves to cut the peduncle of the harvested object. As a result, it is possible to prevent the harvested object from which the peduncle has been cut from falling. In the case of the present embodiment, the gripping mechanism 40 has a gripping member 41 and an elastic member 42, as shown in FIGS. 2 and 3 and the like.

把持部材41は、前側の保持部材11に摺動可能に取り付けられており、前側の保持部材11と環状部材21の受け部213との間に設けられている。また、把持部材41は、エンドエフェクタ1の厚み方向に見た場合に、カバー部材13及び切断刃2と、前側の保持部材11との間に設けられている。そして、エンドエフェクタ1の厚み方向に見た場合に、把持部材41は、移動部材20の少なくとも一部又は全部と、その厚み方向において重なっている。 The gripping member 41 is slidably attached to the holding member 11 on the front side, and is provided between the holding member 11 on the front side and the receiving portion 213 of the annular member 21. Further, the gripping member 41 is provided between the cover member 13 and the cutting blade 2 and the holding member 11 on the front side when viewed in the thickness direction of the end effector 1. When viewed in the thickness direction of the end effector 1, the gripping member 41 overlaps at least a part or all of the moving member 20 in the thickness direction.

把持部材41は、把持部411、摺動部412、ばね支持部413、及び把持部材側突出部414を有している。把持部411は、移動部材20のうち環状部材21の受け部213に対向する位置に設けられている。この場合、把持部411は、切断刃2及び受け部213に平行に伸びる、すなわちエンドエフェクタ1の幅方向に長い板状に構成されている。また、この場合、図1に示すように、移動部材20における環状部材21の枠部211と、把持部材41の把持部411とは、切断刃2を含んで環状に形成されており、その内側に収穫対象物を通すことが可能な通過部3を形成している。本実施形態の場合、通過部3は、エンドエフェクタ1の前後方向に長い矩形状に形成されている。この場合、エンドエフェクタ1の長手方向を通過部3の長手方向又は前後方向とする。また、エンドエフェクタ1の幅方向を通過部3の幅方向とする。 The grip member 41 has a grip portion 411, a sliding portion 412, a spring support portion 413, and a grip member side protrusion 414. The grip portion 411 is provided at a position of the moving member 20 facing the receiving portion 213 of the annular member 21. In this case, the grip portion 411 extends in parallel with the cutting blade 2 and the receiving portion 213, that is, is formed in a plate shape long in the width direction of the end effector 1. Further, in this case, as shown in FIG. 1, the frame portion 211 of the annular member 21 of the moving member 20 and the grip portion 411 of the gripping member 41 are formed in an annular shape including the cutting blade 2 and are inside the frame portion 211. A passage portion 3 through which the harvested object can be passed is formed. In the case of the present embodiment, the passing portion 3 is formed in a rectangular shape that is long in the front-rear direction of the end effector 1. In this case, the longitudinal direction of the end effector 1 is the longitudinal direction or the front-rear direction of the passing portion 3. Further, the width direction of the end effector 1 is defined as the width direction of the passing portion 3.

摺動部412は、把持部411に対して直角方向でかつ前側の保持部材11側へ向かって伸びる板状に構成されている。摺動部412は、図5に示すように前側の保持部材11の摺動溝111内に摺動可能に配置されている。これにより、把持部材41は、受け部213に対して把持部411を平行の姿勢に保ったまま、エンドエフェクタ1の長手方向に沿って、つまり移動部材20の移動方向に沿って摺動することができる。 The sliding portion 412 is configured in a plate shape extending in a direction perpendicular to the grip portion 411 and toward the holding member 11 side on the front side. As shown in FIG. 5, the sliding portion 412 is slidably arranged in the sliding groove 111 of the holding member 11 on the front side. As a result, the gripping member 41 slides along the longitudinal direction of the end effector 1, that is, along the moving direction of the moving member 20, while keeping the gripping portion 411 parallel to the receiving portion 213. Can be done.

ばね支持部413は、弾性部材42の両端部のうち前側の保持部材11とは逆側の端部を支持する機能を有している。ばね支持部413は、前側の保持部材11のばね支持部112と対向する位置に設けられている。この場合、ばね支持部413は、例えば前側の保持部材11側へ突出した円筒形状に形成されている。 The spring support portion 413 has a function of supporting both ends of the elastic member 42 on the opposite side of the holding member 11 on the front side. The spring support portion 413 is provided at a position facing the spring support portion 112 of the holding member 11 on the front side. In this case, the spring support portion 413 is formed in a cylindrical shape, for example, protruding toward the holding member 11 on the front side.

把持部材側突出部414は、図9に示すように、把持部材41の把持部411に設けられている。移動部材側突出部215は、図9に示すように、把持部411から前方側へ向かって突出するように形成された突出部である。この場合、把持部材側突出部414は、把持部411の長手方向の全体つまりエンドエフェクタ1の幅方向の略全体に亘って設けられている。この把持部材側突出部414は、移動部材側突出部215と同様に、断面が鋭角に形成することができるが、果柄を切断するものではない。すなわち、把持部材側突出部414も、移動部材側突出部215と同様に、果柄に押し付けられた際にその果柄を切断しないが果柄に食い込む程度に鋭角に形成されている。なお、把持部材側突出部414も、移動部材側突出部215と同様に、例えば多数の角錐形状や円柱形状、若しくは半球状で構成することもできる。 As shown in FIG. 9, the grip member side protrusion 414 is provided on the grip portion 411 of the grip member 41. As shown in FIG. 9, the moving member side projecting portion 215 is a projecting portion formed so as to project from the grip portion 411 toward the front side. In this case, the grip member side protrusion 414 is provided over the entire longitudinal direction of the grip portion 411, that is, substantially the entire width direction of the end effector 1. The gripping member-side protruding portion 414 can be formed with an acute-angled cross section like the moving member-side protruding portion 215, but does not cut the peduncle. That is, the gripping member-side projecting portion 414 is also formed at an acute angle to the extent that it does not cut the peduncle when pressed against the peduncle, but bites into the peduncle, like the moving member-side projecting portion 215. The gripping member-side protruding portion 414 may also be configured, for example, in a large number of pyramid-shaped, cylindrical-shaped, or hemispherical shapes, like the moving member-side protruding portion 215.

弾性部材42は、たとえばコイルばねで構成されている。弾性部材42の両端部は、それぞれ前側の保持部材11のばね支持部112と、把持部材41のばね支持部413とに支持されている。弾性部材42は、把持部材41に対して、前側の保持部材11から前方つまり移動部材20の受け部213側へ向かう弾性力を作用させている。これにより、把持部411を含む把持部材41は、把持部材41に対して弾性的に移動可能に構成されている。 The elastic member 42 is composed of, for example, a coil spring. Both ends of the elastic member 42 are supported by the spring support portion 112 of the holding member 11 on the front side and the spring support portion 413 of the gripping member 41, respectively. The elastic member 42 exerts an elastic force on the gripping member 41 from the holding member 11 on the front side toward the front, that is, toward the receiving portion 213 side of the moving member 20. As a result, the gripping member 41 including the gripping portion 411 is configured to be elastically movable with respect to the gripping member 41.

把持部411を含む把持部材41は、把持部411に対して受け部213とは反対側への力が作用していない状態では、つまり外力を受けていない状態では、図9に示すように、切断刃2よりも通過部3の中心側に突出して切断刃2の一方の面、この場合、カバー部材13とは反対側の面を覆っている。また、把持部411を含む把持部材41は、通過部3の中心とは反対方向への力を受けた場合、つまり把持部材41を前側の保持部材11側に押し込む力を受けた場合には、図13に示すように、切断刃2の刃先よりも通過部3の中心とは反対方向へ移動する。これにより、切断刃2によって果柄を切断可能な程度に切断刃2を露出させる。 As shown in FIG. 9, the gripping member 41 including the gripping portion 411 does not receive a force on the gripping portion 411 on the side opposite to the receiving portion 213, that is, does not receive an external force. It projects toward the center of the passing portion 3 from the cutting blade 2 and covers one surface of the cutting blade 2, in this case, the surface opposite to the cover member 13. Further, when the gripping member 41 including the gripping portion 411 receives a force in the direction opposite to the center of the passing portion 3, that is, when the gripping member 41 receives a force for pushing the gripping member 41 toward the holding member 11 on the front side, the gripping member 41 receives a force. As shown in FIG. 13, the cutting blade 2 moves in the direction opposite to the center of the passing portion 3 from the cutting edge. As a result, the cutting blade 2 is exposed to the extent that the peduncle can be cut by the cutting blade 2.

また、本実施形態の場合、移動部材20における環状部材21の係止部214は、図11に示すように、移動部材20がベース部材10側へ移動した際に把持部411の長手方向の両端部に係止可能に構成されている。これにより、把持部材41に対する移動部材20の更なる接近が規制されて、受け部213及び移動部材側突出部215と、把持部411及び把持部材側突出部414とが所定距離L1で離間した状態に維持される。 Further, in the case of the present embodiment, as shown in FIG. 11, the locking portions 214 of the annular member 21 in the moving member 20 are both ends in the longitudinal direction of the grip portion 411 when the moving member 20 moves toward the base member 10. It is configured so that it can be locked to the part. As a result, further approach of the moving member 20 to the gripping member 41 is restricted, and the receiving portion 213 and the moving member side protruding portion 215, and the gripping portion 411 and the gripping member side protruding portion 414 are separated from each other by a predetermined distance L1. Is maintained at.

すなわち、受け部213及び移動部材側突出部215と、把持部411及び把持部材側突出部414とは、移動部材20がベース部材10に対して相対的に移動して通過部3の内径が最小まで縮小した場合において、所定距離L1を維持した状態で相互に離間している。これにより、エンドエフェクタ1は、果柄を把持する際に、受け部213及び移動部材側突出部215と、把持部411及び把持部材側突出部414とが接触しないため、果柄を潰したり切断したりして、収穫対象物を落としてしまうことを抑制できる。 That is, in the receiving portion 213 and the moving member side protruding portion 215, and the gripping portion 411 and the gripping member side protruding portion 414, the moving member 20 moves relative to the base member 10 and the inner diameter of the passing portion 3 is the minimum. When reduced to, they are separated from each other while maintaining a predetermined distance L1. As a result, when the end effector 1 grips the peduncle, the receiving portion 213 and the moving member side protruding portion 215 do not come into contact with the gripping portion 411 and the gripping member side protruding portion 414, so that the peduncle is crushed or cut. It is possible to prevent the harvested object from being dropped.

なお、所定距離L1は、0より大きい値であって、かつ例えば果柄の外径の平均値よりもやや小さい値に設定することが望ましい。これにより、エンドエフェクタ1は、移動部材側突出部215及び把持部材側突出部414を果柄に食い込ませて収穫対象物の果柄をより確実に把持することができる。 It is desirable that the predetermined distance L1 is set to a value larger than 0 and slightly smaller than, for example, the average value of the outer diameters of the peduncles. As a result, the end effector 1 can more reliably grip the peduncle of the harvested object by causing the moving member-side protruding portion 215 and the gripping member-side protruding portion 414 to bite into the peduncle.

また、移動部材20がベース部材10側へ移動した移動端に位置している状態では、切断刃2と環状部材21の受け部213との間には、所定距離L2の隙間が形成されている。この所定距離L2は、0mm以上の値であって、かつ、人の指が切断刃2と受け部213との間に入り込まない程度又は入り込み難いように小さく設定されている。これにより、移動部材20がベース部材10側へ移動して把持部材41が切断刃2を覆っている状態が解除された場合であっても、切断刃2によって作業者等の指を切ってしまうことを抑制でき、その結果、安全性の向上が図られる。 Further, in a state where the moving member 20 is located at the moving end moved toward the base member 10, a gap of a predetermined distance L2 is formed between the cutting blade 2 and the receiving portion 213 of the annular member 21. .. The predetermined distance L2 is set to a value of 0 mm or more, and is set small so that a human finger does not enter between the cutting blade 2 and the receiving portion 213 or does not easily enter. As a result, even when the moving member 20 moves to the base member 10 side and the state in which the gripping member 41 covers the cutting blade 2 is released, the cutting blade 2 cuts the fingers of the operator or the like. This can be suppressed, and as a result, safety can be improved.

この構成にいて、エンドエフェクタ1は、図1及び図10に示すように、移動機構30を駆動させて移動部材20をベース部材10側つまりエンドエフェクタ1の後方へ引き込むように移動させることで、通過部3を縮小させて最終的には消失させることができる。このとき、通過部3の内側に収穫対象物の果柄93が存在していれば、移動部材20の受け部213と切断刃2とでその果柄93を挟み込んで切断するとともに、切断した果柄93を、把持部材41の把持部411及び把持部材側突出部414と環状部材21の受け部213及び移動部材側突出部215との間に挟み込んで把持することができる。 In this configuration, as shown in FIGS. 1 and 10, the end effector 1 drives the moving mechanism 30 to move the moving member 20 so as to be pulled toward the base member 10 side, that is, behind the end effector 1. The passing portion 3 can be reduced and finally disappeared. At this time, if the peduncle 93 of the harvested object is present inside the passing portion 3, the peduncle 93 is sandwiched between the receiving portion 213 of the moving member 20 and the cutting blade 2 and cut, and the cut fruit is cut. The handle 93 can be gripped by being sandwiched between the grip portion 411 and the grip member side protrusion 414 of the grip member 41 and the receiving portion 213 and the moving member side protrusion 215 of the annular member 21.

また、エンドエフェクタ1は、移動機構30を駆動させて移動部材20をベース部材10とは反対側つまりエンドエフェクタ1の前方へ押し出すように前進させることで、通過部3を拡大させることができる。これにより、把持部材41の把持部411及び把持部材側突出部414と環状部材21の受け部213及び移動部材側突出部215とで挟み込んで保持していた果柄93を解放することができる。 Further, the end effector 1 can expand the passing portion 3 by driving the moving mechanism 30 and advancing the moving member 20 so as to push the moving member 20 to the opposite side of the base member 10, that is, to the front of the end effector 1. As a result, the peduncle 93 sandwiched and held between the grip portion 411 and the grip member side protrusion 414 of the grip member 41, the receiving portion 213 of the annular member 21, and the moving member side protrusion 215 can be released.

<農作物収穫システム>
次に、エンドエフェクタ1を用いた農作物収穫システムの一例について、図14〜図31も参照して説明する。図14に示す農作物収穫システム50は、収穫対象物91の農作物にミニトマトを設定した例である。本実施形態では、複数の実で構成された房全体を収穫対象物91とする。本実施形態の農作物収穫システム50は、複数のミニトマトを房ごと収穫することができる。
<Crop harvesting system>
Next, an example of the crop harvesting system using the end effector 1 will be described with reference to FIGS. 14 to 31. The crop harvesting system 50 shown in FIG. 14 is an example in which cherry tomatoes are set as the crop of the harvesting object 91. In the present embodiment, the entire bunch composed of a plurality of fruits is used as the harvesting object 91. The crop harvesting system 50 of the present embodiment can harvest a plurality of cherry tomatoes together with a bunch.

ミニトマトのような収穫対象物91は、主茎92から果柄93を介して垂れ下がった状態で結実している。市場での販売を目的とした商品用のミニトマトは、ビニールハウスで育てられることが多い。この場合、主茎92の先端部は、ビニールハウスの天井付近に配置されたレールに吊り下げられている。これにより、主茎92は、地面から天井付近へ向かって斜め上方に傾斜するように伸びている。 The harvested object 91, such as a cherry tomato, bears fruit in a state of hanging from the main stem 92 via the peduncle 93. Mini tomatoes for commercial use are often grown in greenhouses. In this case, the tip of the main stem 92 is suspended from a rail arranged near the ceiling of the vinyl house. As a result, the main stem 92 extends so as to incline diagonally upward from the ground toward the vicinity of the ceiling.

なお、本実施形態の農作物収穫システム50の収穫対象物は、その実が主茎又は結実母枝から垂れ下がった状態で結実するものであれば、ミニトマトに限定されない。また、収穫対象物は、必ずしも主茎又は結実母枝から垂直下方へ垂れ下がっている必要はない。更には、収穫対象物は、主茎又は結実母枝から上方へ向かって実っているものでも良い。なお、本実施形態では、主茎及び枝とは、いずれも収穫作業によって生じる損傷等から保護する対象であり、技術的には同義のものとして扱う。 The harvested object of the crop harvesting system 50 of the present embodiment is not limited to cherry tomatoes as long as the fruit hangs from the main stem or the fruiting mother branch. In addition, the harvested object does not necessarily have to hang vertically downward from the main stem or the fruiting mother branch. Further, the harvested object may be one that grows upward from the main stem or the fruiting mother branch. In the present embodiment, the main stem and the branch are both intended to be protected from damage caused by harvesting work, and are technically treated as synonymous.

本実施形態の農作物収穫システム50は、エンドエフェクタ1に加えて、視覚装置51、ロボットアーム52、運搬装置53、及び回収箱54を更に備えている。視覚装置51は、収穫対象物91の位置情報を含む視覚情報を取得可能な装置である。視覚装置51は、例えばステレオカメラ、ToF(Time of Flight)カメラ、ストラクチャードライトスキャナ等の3次元の空間及び物体を計測することができる装置である。 The crop harvesting system 50 of the present embodiment further includes a visual device 51, a robot arm 52, a transport device 53, and a collection box 54 in addition to the end effector 1. The visual device 51 is a device capable of acquiring visual information including the position information of the harvesting object 91. The visual device 51 is a device capable of measuring a three-dimensional space and an object such as a stereo camera, a ToF (Time of Flight) camera, and a structured light scanner.

本実施形態の場合、視覚装置51が取得する視覚情報には、収穫対象物91の位置情報及び外形形状情報の他、色情報も含まれる。また、視覚装置51が取得する視覚情報には、主茎92の位置情報、外形形状情報、及び色情報も含まれるが、果柄93の位置情報、外形形状情報、及び色情報は含んでいても含んでいなくても良い。すなわち、本実施形態の場合、視覚装置51は、収穫対象物91及び主茎92の位置情報、外形形状情報、及び色情報については取得するが、果柄93の位置情報、外形形状情報、及び色情報については必ずしも取得する必要はない。 In the case of the present embodiment, the visual information acquired by the visual device 51 includes color information as well as position information and external shape information of the harvesting object 91. Further, the visual information acquired by the visual device 51 includes the position information, the outer shape information, and the color information of the main stem 92, but includes the position information, the outer shape information, and the color information of the fruit handle 93. It does not have to include. That is, in the case of the present embodiment, the visual device 51 acquires the position information, the outer shape information, and the color information of the harvesting object 91 and the main stem 92, but the position information, the outer shape information, and the outer shape information of the peduncle 93. It is not always necessary to acquire color information.

本実施形態の場合、視覚装置51は、図3等に示すように取り付け用のステー17を介してエンドエフェクタ1のベース部材10、この場合、カバー部材13に取り付けられている。すなわち、本実施形態の場合、エンドエフェクタ1は、視覚装置51を含んで構成されている。この場合、エンドエフェクタ1の移動に伴って視覚装置51も移動する。なお、視覚装置51は、必ずしもエンドエフェクタ1に取り付けられている必要はない。視覚装置51は、例えばロボットアーム52に取り付けても良いし、運搬装置53に取り付けても良い。また、視覚装置51は、例えば図示しないビニールハウスの構造物に取り付けて、常に定位置を維持する構成としても良い。 In the case of the present embodiment, the visual device 51 is attached to the base member 10 of the end effector 1, in this case, the cover member 13 via a stay 17 for attachment as shown in FIG. 3 and the like. That is, in the case of the present embodiment, the end effector 1 is configured to include the visual device 51. In this case, the visual device 51 also moves with the movement of the end effector 1. The visual device 51 does not necessarily have to be attached to the end effector 1. The visual device 51 may be attached to, for example, the robot arm 52 or the transport device 53. Further, the visual device 51 may be attached to, for example, a structure of a vinyl house (not shown) to maintain a fixed position at all times.

ロボットアーム52は、例えば複数の駆動軸、この場合6つの駆動軸を有する6軸垂直多関節ロボットである。エンドエフェクタ1は、取付部材15を介してロボットアーム52の手先に取り付けられている。ロボットアーム52は、エンドエフェクタ1を任意の位置に移動させるとともに任意の姿勢に回転させることができる。 The robot arm 52 is, for example, a 6-axis vertical articulated robot having a plurality of drive axes, in this case six drive axes. The end effector 1 is attached to the hand of the robot arm 52 via the attachment member 15. The robot arm 52 can move the end effector 1 to an arbitrary position and rotate it to an arbitrary posture.

運搬装置53は、エンドエフェクタ1を取り付けたロボットアーム52と、回収箱54とを、収穫対象物91まで運搬するための構成である。運搬装置53は、例えばタイヤ532を駆動するための図示しないモータを有しており、外部からの制御等によって任意の位置に移動することができる。回収箱54は、エンドエフェクタ1で果柄93を切断して収穫した収穫対象物91を収容し回収するための箱である。回収箱54は、例えば上側か開口した容器状に形成されており、運搬装置53に設置されている。なお、例えばビニールハウス等の設備が、ベルトコンベヤー等のような収穫対象物91を搬送する装置を備えている場合は、回収箱54を削減することができる。 The transport device 53 is configured to transport the robot arm 52 to which the end effector 1 is attached and the collection box 54 to the harvest target 91. The transport device 53 has, for example, a motor (not shown) for driving the tire 532, and can be moved to an arbitrary position by external control or the like. The collection box 54 is a box for storing and collecting the harvested object 91 harvested by cutting the peduncle 93 with the end effector 1. The collection box 54 is formed, for example, in the shape of a container on the upper side or an opening, and is installed in the transport device 53. If the equipment such as a vinyl house is equipped with a device for transporting the harvested object 91 such as a belt conveyor, the number of collection boxes 54 can be reduced.

また、農作物収穫システム50は、エンドエフェクタ制御部4、視覚装置制御部511、ロボットアーム制御部521、及び運搬装置制御部531を備えている。エンドエフェクタ制御部4、視覚装置制御部511、ロボットアーム制御部521、及び運搬装置制御部531は、それぞれエンドエフェクタ1の主に移動機構30、視覚装置51、ロボットアーム52、及び運搬装置53に付随する例えば専用の装置であり、例えば運搬装置53に設けられている。 Further, the crop harvesting system 50 includes an end effector control unit 4, a visual device control unit 511, a robot arm control unit 521, and a transportation device control unit 531. The end effector control unit 4, the visual device control unit 511, the robot arm control unit 521, and the transport device control unit 531 are mainly attached to the moving mechanism 30, the visual device 51, the robot arm 52, and the transport device 53 of the end effector 1, respectively. Ancillary, for example, a dedicated device, which is provided, for example, in a transport device 53.

エンドエフェクタ制御部4、視覚装置制御部511、ロボットアーム制御部521、及び運搬装置制御部531は、それぞれ例えば図示しないCPUや、ROM、RAM、及び書き換え可能なフラッシュメモリなどの記憶領域を有するマイクロコンピュータと、エンドエフェクタ1の主に移動機構30、視覚装置51、ロボットアーム52、及び運搬装置53に駆動力となる電力を供給するための電力回路等を主体に構成されている。エンドエフェクタ1の移動機構30、視覚装置51、ロボットアーム52、及び運搬装置53は、それぞれエンドエフェクタ制御部4、視覚装置制御部511、ロボットアーム制御部521、及び運搬装置制御部531からの指令に基づいて駆動制御される。 The end effector control unit 4, the visual device control unit 511, the robot arm control unit 521, and the transport device control unit 531 each have a storage area such as a CPU (not shown), a ROM, a RAM, and a rewritable flash memory, respectively. The computer and the end effector 1 are mainly composed of a moving mechanism 30, a visual device 51, a robot arm 52, a power circuit for supplying power as a driving force to the transport device 53, and the like. The moving mechanism 30, the visual device 51, the robot arm 52, and the transport device 53 of the end effector 1 are commanded by the end effector control unit 4, the visual device control unit 511, the robot arm control unit 521, and the transport device control unit 531, respectively. The drive is controlled based on.

制御装置60は、エンドエフェクタ制御部4、視覚装置制御部511、ロボットアーム制御部521、及び運搬装置制御部531を介して、それぞれエンドエフェクタ1、視覚装置51、ロボットアーム52、及び運搬装置53を制御するためのものである。制御装置60は、エンドエフェクタ制御部4、視覚装置制御部511、ロボットアーム制御部521、及び運搬装置制御部531のそれぞれに有線又は無線によって通信可能に接続されている。この場合、制御装置60は、例えばLANやWAN、若しくはインターネットや携帯電話回線等の電気通信回線80を介してエンドエフェクタ制御部4、視覚装置制御部511、ロボットアーム制御部521、及び運搬装置制御部531に接続されていても良い。 The control device 60 is provided with the end effector 1, the visual device 51, the robot arm 52, and the transport device 53, respectively, via the end effector control unit 4, the visual device control unit 511, the robot arm control unit 521, and the transport device control unit 531. Is for controlling. The control device 60 is communicably connected to each of the end effector control unit 4, the visual device control unit 511, the robot arm control unit 521, and the transport device control unit 531 by wire or wirelessly. In this case, the control device 60 controls the end effector control unit 4, the visual device control unit 511, the robot arm control unit 521, and the transport device via, for example, a LAN, WAN, or a telecommunication line 80 such as the Internet or a mobile phone line. It may be connected to the unit 531.

制御装置60は、図15に示すように、例えばCPU601や、ROM、RAM、及び書き換え可能なフラッシュメモリなどの記憶領域602を有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。制御装置60は、エンドエフェクタ1、視覚装置51、ロボットアーム52、及び運搬装置53に対して駆動指令を出すとともに、エンドエフェクタ1、視覚装置51、ロボットアーム52、及び運搬装置53からフィードバックを受ける。制御装置60は、エンドエフェクタ1、視覚装置51、ロボットアーム52、及び運搬装置53のいずれにも付随しない汎用の制御装置である。すなわち、制御装置60は、エンドエフェクタ制御部4、視覚装置制御部511、ロボットアーム制御部521、及び運搬装置制御部531に対して指令を出す上位の装置である。制御装置60は、例えばパーソナルコンピュータやサーバ等で構成することができる。 As shown in FIG. 15, the control device 60 is mainly composed of a microcomputer having a storage area 602 such as a CPU 601 and a ROM, a RAM, and a rewritable flash memory. The control device 60 issues a drive command to the end effector 1, the visual device 51, the robot arm 52, and the transport device 53, and receives feedback from the end effector 1, the visual device 51, the robot arm 52, and the transport device 53. .. The control device 60 is a general-purpose control device that is not attached to any of the end effector 1, the visual device 51, the robot arm 52, and the transport device 53. That is, the control device 60 is a higher-level device that issues commands to the end effector control unit 4, the visual device control unit 511, the robot arm control unit 521, and the transport device control unit 531. The control device 60 can be configured by, for example, a personal computer, a server, or the like.

記憶領域602は、農作物収穫システム用のプログラムを記憶している。制御装置60は、CPU601において農作物収穫システム用のプログラムを実行することにより、収穫対象物検出処理部61、位置情報特定処理部62、傾け角度設定処理部63、移動経路生成処理部64、接近処理部65、移動処理部66、傾け処理部67、切断処理部68、負荷検出処理部69、過負荷時復帰処理部70、及び回収処理部71等を、ソフトウェアによって仮想的に実現する。なお、これら収穫対象物検出処理部61、位置情報特定処理部62、傾け角度設定処理部63、移動経路生成処理部64、接近処理部65、移動処理部66、傾け処理部67、切断処理部68、負荷検出処理部69、過負荷時復帰処理部70、及び回収処理部71は、例えば制御装置60と一体の集積回路としてハードウェア的に実現してもよい。 The storage area 602 stores a program for the crop harvesting system. The control device 60 executes a program for the crop harvesting system in the CPU 601 to execute the harvest target detection processing unit 61, the position information identification processing unit 62, the tilt angle setting processing unit 63, the movement route generation processing unit 64, and the approach processing. The unit 65, the moving processing unit 66, the tilting processing unit 67, the cutting processing unit 68, the load detection processing unit 69, the overload recovery processing unit 70, the recovery processing unit 71, and the like are virtually realized by software. The harvested object detection processing unit 61, the position information identification processing unit 62, the tilt angle setting processing unit 63, the movement route generation processing unit 64, the approach processing unit 65, the movement processing unit 66, the tilt processing unit 67, and the cutting processing unit. 68, the load detection processing unit 69, the overload recovery processing unit 70, and the recovery processing unit 71 may be realized in hardware as, for example, an integrated circuit integrated with the control device 60.

収穫対象物検出処理部61は、収穫対象物検出処理を実行可能である。収穫対象物検出処理は、視覚装置51で取得した視覚情報から、視覚装置51の視野内に収穫対象物91が存在しているか否かを検出する処理を含む。この場合、視覚装置51で取得する視覚情報は、図16に示すように、ポイントクラウドと称される点群データで構成されている。この視覚情報は、例えばX−Y−Z直交座標系上に配置された点群で構成されており、各点についてのRGB(R:Red、G:Green、B:Blue)の色情報と、視覚装置51を基準とした深度情報(D:Depth)つまりX−Y−Z直交座標系における位置情報と、を含んでいる。図16の例の場合、収穫対象物であるミニトマト91については赤色が検出され、主茎92については緑色が検出されている。なお、視覚装置51は、視覚情報として例えば赤外線カメラによりモノクロ値を取得しても良い。 The harvest target detection processing unit 61 can execute the harvest target detection processing. The harvesting object detection process includes a process of detecting whether or not the harvesting object 91 exists in the field of view of the visual device 51 from the visual information acquired by the visual device 51. In this case, the visual information acquired by the visual device 51 is composed of point cloud data called a point cloud, as shown in FIG. This visual information is composed of, for example, a group of points arranged on the XYZ Cartesian coordinate system, and includes RGB (R: Red, G: Green, B: Blue) color information for each point. It includes depth information (D: Depth) based on the visual device 51, that is, position information in the XYZ Cartesian coordinate system. In the case of the example of FIG. 16, red color was detected for the cherry tomato 91, which is the harvest target, and green color was detected for the main stem 92. The visual device 51 may acquire a monochrome value as visual information by, for example, an infrared camera.

収穫対象物検出処理部61は、点群の外形を認識することで、収穫対象物91や主茎92の外形形状を認識することができる。この場合、果柄93は、収穫対象物91や主茎92に比べて細い。そのため、視覚装置51によって果柄93の視覚情報を取得しようとすると、視覚装置51の性能や分解能を上げる必要があり、ハードウェアコストが増大する。また、視覚装置51の処理負荷及び、取得した視覚情報を用いた制御装置60による処理負荷も増大する。そこで、本実施形態においては、視覚装置51は、果柄93の視覚情報を積極的には取得しないように構成している。これにより、視覚装置51や制御装置60の処理負荷を低減することができる。 The harvesting object detection processing unit 61 can recognize the outer shape of the harvesting object 91 and the main stem 92 by recognizing the outer shape of the point cloud. In this case, the peduncle 93 is thinner than the harvest target 91 and the main stem 92. Therefore, when the visual device 51 tries to acquire the visual information of the fruit pattern 93, it is necessary to improve the performance and resolution of the visual device 51, which increases the hardware cost. Further, the processing load of the visual device 51 and the processing load of the control device 60 using the acquired visual information also increase. Therefore, in the present embodiment, the visual device 51 is configured so as not to positively acquire the visual information of the peduncle 93. As a result, the processing load of the visual device 51 and the control device 60 can be reduced.

収穫対象物検出処理部61は、まず、視覚装置51で取得した視覚情報から、収穫対象物91の色値が高い点群データを抽出する。本実施形態の場合、収穫対象物検出処理部61は、ミニトマト91の色である赤色値が高い点群データを抽出する。そして、収穫対象物検出処理部61は、例えば取得した視覚情報の中に赤色値の高い点群が所定範囲以上存在している場合には、取得した視覚情報に収穫対象物91が含まれている、つまり視覚装置51の視野内に収穫対象物であるミニトマト91が存在していると判断する。 First, the harvesting object detection processing unit 61 extracts point group data having a high color value of the harvesting object 91 from the visual information acquired by the visual device 51. In the case of the present embodiment, the harvesting object detection processing unit 61 extracts point cloud data having a high red value, which is the color of the cherry tomato 91. Then, for example, when the acquired visual information includes a point group having a high red value in a predetermined range or more, the harvested object detection processing unit 61 includes the harvested object 91 in the acquired visual information. That is, it is determined that the mini tomato 91, which is the object to be harvested, exists in the field of view of the visual device 51.

一方、収穫対象物検出処理部61は、取得した視覚情報の中に存在する赤色値の高い点群が所定範囲未満である場合には、取得した視覚情報に収穫対象物91が含まれていない、つまり視覚装置51の視野内に収穫対象物であるミニトマト91が存在していないと判断する。このように、収穫対象物検出処理部61は、取得した視覚情報のうち赤色値の高い点群を収穫対象物であるミニトマト91であると認識する。なお、収穫対象物検出処理部61は、視覚情報に含まれるX−Y−Z直交座標系上に配置された点群の情報すなわち3次元点群情報や、赤外線カメラによりモノクロ値から、収穫対象物91や主茎92を認識する構成としても良い。 On the other hand, when the point group having a high red value existing in the acquired visual information is less than a predetermined range, the harvested object detection processing unit 61 does not include the harvested object 91 in the acquired visual information. That is, it is determined that the mini tomato 91, which is the object to be harvested, does not exist in the field of view of the visual device 51. In this way, the harvest target detection processing unit 61 recognizes the point cloud having a high red value in the acquired visual information as the mini tomato 91 which is the harvest target. The harvest target detection processing unit 61 uses the information of the point cloud arranged on the XYZ Cartesian coordinate system included in the visual information, that is, the three-dimensional point cloud information, and the monochrome value by the infrared camera to obtain the harvest target. It may be configured to recognize the object 91 and the main stem 92.

位置情報特定処理部62は、位置特定処理を実行可能である。位置特定処理は、図17に示すように、視覚装置51で取得した視覚情報から収穫対象物91の先端位置Pb(Xb、Yb、Zb)と基端位置Pt(Xt、Yt、Zt)とを含む収穫対象物91の位置を特定する処理を含む。本実施形態において、先端位置Pb(Xb、Yb、Zb)は、主茎92を基準にして収穫対象物91全体の先端側の位置を意味し、収穫対象物91全体において主茎92から最も離れた端部である。また、基端位置Pt(Xt、Yt、Zt)は、主茎92を基準にして収穫対象物91全体の基端側の位置を意味し、収穫対象物91全体において主茎92に最も近い端部である。 The position information specifying processing unit 62 can execute the position specifying process. In the position identification process, as shown in FIG. 17, the tip position Pb (Xb, Yb, Zb) and the base end position Pt (Xt, Yt, Zt) of the harvesting object 91 are obtained from the visual information acquired by the visual device 51. The process of identifying the position of the harvesting object 91 to be included is included. In the present embodiment, the tip position Pb (Xb, Yb, Zb) means the position on the tip side of the entire harvest target 91 with reference to the main stem 92, and is the farthest from the main stem 92 in the entire harvest target 91. It is the end. Further, the base end position Pt (Xt, Yt, Zt) means the position on the base end side of the entire harvesting object 91 with reference to the main stem 92, and the end closest to the main stem 92 in the entire harvesting object 91. It is a department.

この場合、先端位置Pb(Xb、Yb、Zb)の外方とは、先端位置Pb(Xb、Yb、Zb)に対して収穫対象物91全体の外方つまり先端位置Pb(Xb、Yb、Zb)に対して主茎92から離れる方向を意味する。また、基端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の外方とは、基端位置Pt(Xt、Yt、Zt)に対して収穫対象物91全体の外方つまり基端位置Pt(Xt、Yt、Zt)に対して主茎92に近づく方向を意味する。 In this case, the outside of the tip position Pb (Xb, Yb, Zb) is the outside of the entire harvesting object 91 with respect to the tip position Pb (Xb, Yb, Zb), that is, the tip position Pb (Xb, Yb, Zb). ) Means the direction away from the main stem 92. Further, the outer side of the base end position Pt (Xt, Yt, Zt) is the outer side of the entire harvesting object 91 with respect to the base end position Pt (Xt, Yt, Zt), that is, the base end position Pt (Xt, Yt). , Zt) means the direction closer to the main stem 92.

ミニトマトのような収穫対象物91は主茎92から垂れ下がっている。そのため、この場合、先端位置Pb(Xb、Yb、Zb)は収穫対象物91の下端位置となり、基端位置Pt(Xt、Yt、Zt)は、収穫対象物91の上端位置となる。以下では、収穫対象物91の先端位置Pb(Xb、Yb、Zb)を下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)とし、基端位置Pt(Xt、Yt、Zt)を上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)と称することもある。この場合、先端位置Pb(Xb、Yb、Zb)の外方は、下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)の下方となり、基端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の外方は、上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の上方となる。 The harvested object 91, such as a cherry tomato, hangs from the main stem 92. Therefore, in this case, the tip position Pb (Xb, Yb, Zb) is the lower end position of the harvesting object 91, and the base end position Pt (Xt, Yt, Zt) is the upper end position of the harvesting object 91. In the following, the tip position Pb (Xb, Yb, Zb) of the harvesting object 91 is set as the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb), and the base end position Pt (Xt, Yt, Zt) is set as the upper end position Pt (Xt, Yt). , Zt). In this case, the outer side of the tip position Pb (Xb, Yb, Zb) is below the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb), and the outer side of the base end position Pt (Xt, Yt, Zt) is the upper end position. It is above Pt (Xt, Yt, Zt).

位置情報特定処理部62は、収穫対象物検出処理部61で検出した収穫対象物91の点群データつまり赤色値の高い点群データの中から、Z値が最小となる点を抽出して収穫対象物91の下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)を特定するとともに、Z値が最大となる点を抽出して収穫対象物91の上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)を特定する。 The position information specifying processing unit 62 extracts and harvests the point having the smallest Z value from the point cloud data of the harvesting object 91 detected by the harvesting object detection processing unit 61, that is, the point cloud data having a high red value. The lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) of the object 91 is specified, and the point where the Z value is maximum is extracted to specify the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) of the harvest object 91.

ここで、実際にZ値が最小となっている最下点及びZ値が最大となる最上点のデータのみを用いて下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)及び上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)を特定すると、視覚装置51で取得した視覚情報にノイズ等が混ざっていた場合に、下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)及び上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の座標にブレが生じ易くなる。そこで、本実施形態の場合、位置情報特定処理部62は、収穫対象物検出処理部61で検出した収穫対象物91の点群データつまり赤色値の高い点群データのうち、Z値が最小となる最下点、及びその最下点からZ値がプラス方向に所定範囲内例えば上方に20mmの範囲内の点群データの平均値を算出し、その平均値を下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)とする。 Here, the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) and the upper end position Pt (Xt, Yt,) are used only for the data of the lowest point where the Z value is actually the minimum and the highest point where the Z value is the maximum. When Zt) is specified, when noise or the like is mixed in the visual information acquired by the visual device 51, the coordinates of the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) and the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) are blurred. It is easy to occur. Therefore, in the case of the present embodiment, the position information specifying processing unit 62 has the smallest Z value among the point cloud data of the harvesting object 91 detected by the harvesting object detection processing unit 61, that is, the point cloud data having a high red value. The average value of the point cloud data within a predetermined range in the positive direction from the lowest point and the Z value within a range of, for example, 20 mm upward is calculated, and the average value is used as the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb).

同様に、位置情報特定処理部62は、収穫対象物検出処理部61で検出した収穫対象物91の点群データつまり赤色値の高い点群データのうち、Z値が最大となる最大点、及びその最大点からZ値がマイナス方向に所定範囲内例えば下方に20mmの範囲内の点群データの平均値を算出し、その平均値を上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)とする。 Similarly, the position information specifying processing unit 62 has the maximum point cloud data having the maximum Z value among the point cloud data of the harvesting object 91 detected by the harvesting object detection processing unit 61, that is, the point cloud data having a high red value. The average value of the point cloud data within a predetermined range, for example, 20 mm downward, is calculated from the maximum point in the negative direction, and the average value is defined as the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt).

また、位置情報特定処理部62は、上述した位置特定処理において、収穫対象物91と繋がっている果柄93の位置情報を用いることなく収穫対象物91の位置情報、この場合、下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)、及び上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)を特定することができる。 Further, the position information specifying processing unit 62 does not use the position information of the peduncle 93 connected to the harvesting object 91 in the above-mentioned position specifying processing, but the position information of the harvesting object 91, in this case, the lower end position Pb (in this case). Xb, Yb, Zb), and the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) can be specified.

また、図16等に示すように、収穫対象物検出処理部61は、視覚装置51で取得した視覚情報から、主茎92についての視覚情報、この場合、主茎92の位置情報を含む形状、及び色情報を取得することができる。収穫対象物検出処理部61は、収穫対象物91の場合と同様に、視覚装置51で取得した視覚情報から、主茎92の色である緑色値が高い点群データを抽出する。そして、収穫対象物検出処理部61は、例えば取得した視覚情報の中に緑色値の高い点群が所定範囲以上存在している場合には、その緑色値の高い点群を主茎92であると認識する。 Further, as shown in FIG. 16 and the like, the harvesting object detection processing unit 61 has a shape including visual information about the main stem 92, in this case, position information of the main stem 92 from the visual information acquired by the visual device 51. And color information can be obtained. The harvesting object detection processing unit 61 extracts point group data having a high green value, which is the color of the main stem 92, from the visual information acquired by the visual device 51, as in the case of the harvesting object 91. Then, for example, when the harvested object detection processing unit 61 has a point cloud having a high green value in a predetermined range or more in the acquired visual information, the point cloud having a high green value is the main stem 92. Recognize that.

傾け角度設定処理部63は、傾け角度設定処理を実行可能である。傾け角度設定処理は、傾け処理の際の角度、すなわち、エンドエフェクタ1を主茎92の傾きに沿うように傾けるための傾け角度θを設定する処理である。この場合、エンドエフェクタ1を主茎92の傾きに沿うように傾けるとは、通過部3の面方向が、主茎92の長手方向と極力平行になるように、エンドエフェクタ1を傾けることを意味する。なお、本実施形態において、主茎92の傾き角度及び傾け角度θは、いずれも水平を基準にしている。 The tilt angle setting processing unit 63 can execute the tilt angle setting process. The tilt angle setting process is a process of setting an angle during the tilt process, that is, a tilt angle θ for tilting the end effector 1 along the tilt of the main stem 92. In this case, tilting the end effector 1 along the inclination of the main stem 92 means tilting the end effector 1 so that the plane direction of the passing portion 3 is as parallel as possible to the longitudinal direction of the main stem 92. To do. In the present embodiment, the inclination angle and the inclination angle θ of the main stem 92 are both based on the horizontal.

本実施形態の場合、傾け角度設定処理は、傾け角度θを予め設定された一定値に設定する処理を含んでいる。すなわち、本実施形態の場合、傾け角度θは、収穫対象物91の基端位置つまり上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)や主茎92の実際の傾き等には関わらず変化しない一定角度である。この場合、傾け角度θは、0°〜90°の範囲内で設定された一定値、例えば60°に設定されている。この一定値は、例えばユーザが予め登録した値、または視覚装置51から取得した複数の主茎92の視覚情報から算出した値等であり、予め制御装置60の記憶領域602に記憶される。この場合、傾け角度θは、例えば複数の主茎92の傾き角度を計測し、その傾き角度の平均値、又は中央値、若しくは最頻値とすることができる。 In the case of the present embodiment, the tilt angle setting process includes a process of setting the tilt angle θ to a preset constant value. That is, in the case of the present embodiment, the inclination angle θ is a constant angle that does not change regardless of the base end position of the harvesting object 91, that is, the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt), the actual inclination of the main stem 92, and the like. is there. In this case, the tilt angle θ is set to a constant value set within the range of 0 ° to 90 °, for example, 60 °. This constant value is, for example, a value registered in advance by the user, a value calculated from visual information of a plurality of main stems 92 acquired from the visual device 51, or the like, and is stored in advance in the storage area 602 of the control device 60. In this case, the tilt angle θ can be, for example, the mean value, the median value, or the mode value of the tilt angles of a plurality of main stems 92 measured.

移動経路生成処理部64は、移動経路生成処理を実行可能である。本実施形態の場合、移動経路生成処理は、図17に示すように、第1移動経路R1と、第2移動経路R2と、を生成する処理を含む。第1移動経路R1は、エンドエフェクタ1を主茎92の傾きに沿って傾けるための傾け動作を伴わない移動経路である。この場合、第1移動経路R1は、始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)から収穫対象物91の下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)を通り目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)に至るまでの移動経路である。 The movement route generation processing unit 64 can execute the movement route generation processing. In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 17, the movement route generation process includes a process of generating a first movement path R1 and a second movement path R2. The first movement path R1 is a movement path that does not involve a tilting operation for tilting the end effector 1 along the inclination of the main stem 92. In this case, the first movement path R1 passes from the start point position Ps (Xs, Ys, Zs) to the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) of the harvesting object 91 to reach the target position Pg (Xg, Yg, Zg). It is a movement route to.

第1移動経路R1は、始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)と、下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)と、目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)とを繋いだ経路とすることができる。この場合、下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)と目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)とは、直線的に繋いでも良いし、収穫対象物91に概ね沿うように曲線的に繋いでも良い。 The first movement path R1 may be a path connecting the start point position Ps (Xs, Ys, Zs), the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb), and the target position Pg (Xg, Yg, Zg). it can. In this case, the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) and the target position Pg (Xg, Yg, Zg) may be connected linearly or curvedly along the harvesting object 91. ..

また、第2移動経路R2は、第1移動経路R1後における移動経路であり、エンドエフェクタ1を主茎92の傾きに沿って傾けるための傾け動作を伴う移動経路である。この場合、第2移動経路R2は、目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)においてエンドエフェクタ1を傾け角度θで回転させる、つまりエンドエフェクタ1を傾けた際に、通過部3が目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)から上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)を上方に通り越して終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)に至るまでの移動経路である。 The second movement path R2 is a movement path after the first movement path R1, and is a movement path accompanied by a tilting operation for tilting the end effector 1 along the inclination of the main stem 92. In this case, in the second movement path R2, the end effector 1 is rotated at the tilt angle θ at the target position Pg (Xg, Yg, Zg), that is, when the end effector 1 is tilted, the passing portion 3 moves to the target position Pg ( It is a movement path from Xg, Yg, Zg) to the end point position Pe (Xe, Ye, Ze) passing upward through the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt).

この場合、始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)は、収穫対象物91の下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)から所定距離直下の位置、例えば数十mm下方の位置に設定することができる。また、終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)は、収穫対象物91の上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)から所定距離直上の位置、例えば数十mm上方の位置に設定することができる。 In this case, the starting point position Ps (Xs, Ys, Zs) can be set to a position immediately below the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) of the harvesting object 91 by a predetermined distance, for example, a position several tens of mm below. .. Further, the end point position Pe (Xe, Ye, Ze) can be set to a position immediately above the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) of the harvesting object 91 by a predetermined distance, for example, a position several tens of mm above.

また、目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)は、エンドエフェクタ1を傾け角度θで傾けることで通過部3が収穫対象物91の上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の外方へ通過する位置、詳細に言えば通過すると想定される位置に設定することができる。この場合、エンドエフェクタ1側の移動の基準は、例えば図1に示す基準点Pcに設定されている。基準点Pcは、通過部3内における任意の位置、例えば中心位置に設定されている。そして、例えばエンドエフェクタ1を傾け角度θで傾けた状態で基準点Pcと終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)とを一致させた姿勢を、果柄93を切断する際の姿勢に設定する。 Further, at the target position Pg (Xg, Yg, Zg), the passing portion 3 passes to the outside of the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) of the harvesting object 91 by tilting the end effector 1 at an inclination angle θ. It can be set to a position, or more specifically, a position that is expected to pass. In this case, the reference for movement on the end effector 1 side is set to, for example, the reference point Pc shown in FIG. The reference point Pc is set at an arbitrary position in the passing portion 3, for example, a center position. Then, for example, the posture in which the reference point Pc and the end point position Pe (Xe, Ye, Ze) are matched with the end effector 1 tilted at the tilt angle θ is set as the posture when cutting the peduncle 93.

この場合、移動経路生成処理部64は、図18に示すように、傾き処理におけるエンドエフェクタ1の回転軸Axから基準点Pcまでの距離を距離Lとすると、この距離Lと傾け角度θとから、例えば次の式1に基づいて目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)を算出することができる。
Pg(Xg,Yg,Zg)=Pe(Xe,Ye,Ze)+(0,L−Lcosθ,−Lsinθ)・・・(式1)
In this case, as shown in FIG. 18, the movement path generation processing unit 64 considers that the distance from the rotation axis Ax of the end effector 1 to the reference point Pc in the tilt processing is the distance L, from this distance L and the tilt angle θ. For example, the target position Pg (Xg, Yg, Zg) can be calculated based on the following equation 1.
Pg (Xg, Yg, Zg) = Pe (Xe, Ye, Ze) + (0, L−Lcosθ, −Lsinθ) ・ ・ ・ (Equation 1)

本実施形態の場合、傾け処理におけるエンドエフェクタ1の回転軸Axは、第1部材であるベース部材10及び第2部材である移動部材20に対して固定位置に設定されている。本実施形態の場合、回転軸Axは、図19に示すように、移動部材20のうち移動部材20の進入方向へ向かって伸びる2つの棒状の部分、つまり回転部材22が取り付けられている2つの棒状の部分のうちのいずれか一方に設定されている。 In the case of the present embodiment, the rotation axis Ax of the end effector 1 in the tilting process is set at a fixed position with respect to the base member 10 which is the first member and the moving member 20 which is the second member. In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 19, the rotating shaft Ax has two rod-shaped portions of the moving member 20 extending in the approaching direction of the moving member 20, that is, two to which the rotating member 22 is attached. It is set in one of the rod-shaped parts.

なお、本実施形態において、進入方向とは、エンドエフェクタ1が収穫対象物91の下方へ移動する際における、収穫対象物91に対するエンドエフェクタ1の進入方向を意味する。本実施形態の場合、エンドエフェクタ1の進入方向は、エンドエフェクタ1におけるベース部材10に対する移動部材20の前進方向と概ね一致している。なお、エンドエフェクタ1の進入方向と、エンドエフェクタ1におけるベース部材10に対する移動部材20の前進方向とは、必ずしも一致している必要はない。 In the present embodiment, the approach direction means the approach direction of the end effector 1 with respect to the harvest target 91 when the end effector 1 moves below the harvest target 91. In the case of the present embodiment, the approach direction of the end effector 1 substantially coincides with the forward direction of the moving member 20 with respect to the base member 10 of the end effector 1. The approach direction of the end effector 1 and the forward direction of the moving member 20 with respect to the base member 10 of the end effector 1 do not necessarily have to be the same.

回転軸Axの位置は、主茎92の傾きの方向に応じて変更することができる。本実施形態の場合、主茎92は、図16及び図19(A)に示すように、ロボットアーム52側から、つまり運搬装置53側から見て左側が低く右側が高いいわゆる右肩上がりに延びている。この場合、エンドエフェクタ1を収穫対象物91の直下に移動させた際、環状部材21において進入方向へ伸びる左右の棒状部分のうち左側部分が、右側部分よりも主茎92に近くなる。そのため、回転軸Axは、移動部材20において進入方向へ伸びる左右の棒状部分のうち左側部分に設定される。なお、主茎92の傾きが上述したものの逆、つまり左肩上がりに延びている場合、回転軸Axは、移動部材20のうち進入方向へ伸びる左右の棒状部分のうち主茎92に近い方の右側部分に設定される。 The position of the rotation axis Ax can be changed according to the direction of inclination of the main stem 92. In the case of the present embodiment, as shown in FIGS. 16 and 19 (A), the main stem 92 extends from the robot arm 52 side, that is, when viewed from the transport device 53 side, the left side is low and the right side is high, so-called right shoulder rise. ing. In this case, when the end effector 1 is moved directly under the harvesting object 91, the left side portion of the left and right rod-shaped portions extending in the approach direction in the annular member 21 is closer to the main stem 92 than the right side portion. Therefore, the rotation axis Ax is set on the left side portion of the left and right rod-shaped portions extending in the approach direction in the moving member 20. When the inclination of the main stem 92 is the opposite of that described above, that is, when it extends upward to the left, the rotation axis Ax is the right side of the left and right rod-shaped portions of the moving member 20 extending in the approach direction, which is closer to the main stem 92. Set to the part.

接近処理部65は、接近処理を実行可能である。接近処理は、ロボットアーム52を駆動制御して、収穫対象物91の下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)の外方に設定された始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)まで、エンドエフェクタ1を接近させる処理を含んでいる。すなわち、接近処理部65は、ロボットアーム制御部521を介してロボットアーム52を駆動制御し、図19に示すように例えば通過部3の面方向が水平方向を向いた姿勢を維持した状態で基準点Pcが始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)と一致するようにエンドエフェクタ1を収穫対象物91の下方へ進入させる。 The approach processing unit 65 can execute the approach process. In the approach process, the robot arm 52 is driven and controlled, and the end effector 1 reaches the start point position Ps (Xs, Ys, Zs) set outside the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) of the harvesting object 91. Includes processing to bring the robots closer together. That is, the approach processing unit 65 drives and controls the robot arm 52 via the robot arm control unit 521, and as shown in FIG. 19, for example, the reference is maintained in a state in which the surface direction of the passing unit 3 faces the horizontal direction. The end effector 1 is made to enter below the harvesting object 91 so that the point Pc coincides with the starting point position Ps (Xs, Ys, Zs).

移動処理部66は、移動処理を実行可能である。移動処理は、図21〜図23に示すように、ロボットアーム52を駆動制御して、エンドエフェクタ1を下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)の外方から上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)側へ向かって移動させて、通過部3に収穫対象物91を通す処理を含む。本実施形態の場合、移動処理は、目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)までエンドエフェクタ1を移動させる処理を含む。目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)は、上述したように、目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)に到達したエンドエフェクタ1が、その目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)において傾け角度θで傾けられることで通過部3が収穫対象物91の上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の外方へ通過する位置に設定されている。 The movement processing unit 66 can execute the movement processing. In the movement process, as shown in FIGS. 21 to 23, the robot arm 52 is driven and controlled, and the end effector 1 is moved from the outside of the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) to the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt). ) Includes a process of moving toward the side and passing the harvested object 91 through the passing portion 3. In the case of the present embodiment, the movement process includes a process of moving the end effector 1 to the target position Pg (Xg, Yg, Zg). As described above, the target position Pg (Xg, Yg, Zg) is tilted at the target position Pg (Xg, Yg, Zg) by the end effector 1 that has reached the target position Pg (Xg, Yg, Zg). By tilting with, the passing portion 3 is set to a position where the passing portion 3 passes outside the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) of the harvesting object 91.

傾け処理部67は、傾け処理を実行可能である。傾け処理は、図24に示すように、エンドエフェクタ1を主茎92に沿うように傾けることで、通過部3が収穫対象物91を上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の外方へ通過した状態にする処理を含む。本実施形態の場合、傾け処理部67は、傾け角度設定処理で設定された傾け角度θに基づいて傾け処理を実行する。また、本実施形態の場合、傾け処理部67は、エンドエフェクタ1が目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)に到達した場合に傾け処理を実行する。 The tilt processing unit 67 can execute the tilt process. In the tilting process, as shown in FIG. 24, the end effector 1 is tilted along the main stem 92, so that the passing portion 3 passes the harvesting object 91 to the outside of the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt). Includes the process of making the state. In the case of the present embodiment, the tilt processing unit 67 executes the tilt process based on the tilt angle θ set in the tilt angle setting process. Further, in the case of the present embodiment, the tilt processing unit 67 executes the tilt process when the end effector 1 reaches the target position Pg (Xg, Yg, Zg).

また、本実施形態の場合、傾け角度θは、主茎92の実際の傾き等に関わらない一定値、例えば60°に設定されている。そのため、移動処理部66による移動処理の実行によってエンドエフェクタ1が目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)に到達すると、傾け処理部67は、傾け処理を実行し、エンドエフェクタ1を傾け角度θ、例えば60°に傾ける。これにより、エンドエフェクタ1は、図24に示すように、主茎92に沿うように傾いているとともに通過部3が収穫対象物91を上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の外方へ通過した状態になる。 Further, in the case of the present embodiment, the inclination angle θ is set to a constant value, for example, 60 °, which is not related to the actual inclination of the main stem 92 or the like. Therefore, when the end effector 1 reaches the target position Pg (Xg, Yg, Zg) by executing the movement processing by the movement processing unit 66, the tilt processing unit 67 executes the tilt processing and tilts the end effector 1 at the tilt angle θ. For example, tilt it to 60 °. As a result, as shown in FIG. 24, the end effector 1 is tilted along the main stem 92, and the passing portion 3 passes the harvesting object 91 to the outside of the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt). It will be in the state of

切断処理部68は、切断処理を実行可能である。切断処理は、移動処理によって通過部3に対する収穫対象物91の通過が完了した後に実行される。切断処理は、図25〜図30に示すように、エンドエフェクタ1を動作させて、つまりエンドエフェクタ制御部4を介して移動機構30を駆動し、移動部材20をベース部材10側へ引き込んで通過部3を縮小させることで、通過部3の内側に通された果柄93を切断する処理を含む。 The cutting processing unit 68 can execute the cutting processing. The cutting process is executed after the passage of the harvesting object 91 to the passing portion 3 is completed by the moving process. In the cutting process, as shown in FIGS. 25 to 30, the end effector 1 is operated, that is, the moving mechanism 30 is driven via the end effector control unit 4, and the moving member 20 is pulled toward the base member 10 and passes through. The process of cutting the fruit stalk 93 passed through the inside of the passing portion 3 by reducing the portion 3 is included.

負荷検出処理部69は、移動部材20の移動の際に移動部材20に作用する負荷の検出を行う。これにより、負荷検出処理部69は、移動部材20が正常に移動しているか否かを検出する。すなわち、負荷検出処理部69は、移動部材20の移動の際の過負荷を検出することで、主茎92や果柄93などを巻き込んで移動部材20の移動が規制されていないか等を検出することができる。モータ31がエンコーダを備える場合、負荷検出処理部69は、そのエンコーダが出力する信号に基づいて、移動部材20に作用する負荷を検出しても良い。また、負荷検出処理部69は、モータ31の電流値つまりトルクを計測することで、移動部材20に作用する負荷を検出することもできる。 The load detection processing unit 69 detects the load acting on the moving member 20 when the moving member 20 is moved. As a result, the load detection processing unit 69 detects whether or not the moving member 20 is moving normally. That is, the load detection processing unit 69 detects an overload when the moving member 20 moves, thereby detecting whether or not the movement of the moving member 20 is restricted by involving the main stem 92, the peduncle 93, and the like. can do. When the motor 31 includes an encoder, the load detection processing unit 69 may detect the load acting on the moving member 20 based on the signal output by the encoder. Further, the load detection processing unit 69 can also detect the load acting on the moving member 20 by measuring the current value, that is, the torque of the motor 31.

また、エンコーダや電流値を計測する代わりに、例えば移動部材20の移動位置を検出するためのセンサ等を用いても良い。この場合、センサは、例えば移動部材20の移動端に設けられている。そして、負荷検出処理部69は、エンドエフェクタ制御部4が移動部材20を移動させる制御を行っているにもかかわらず、センサの検出が無ければ、移動部材20の移動が規制されて過負荷が生じていると判断する。 Further, instead of measuring the encoder or the current value, for example, a sensor for detecting the moving position of the moving member 20 may be used. In this case, the sensor is provided, for example, at the moving end of the moving member 20. Then, although the load detection processing unit 69 controls the movement member 20 to be moved by the end effector control unit 4, if there is no sensor detection, the movement of the moving member 20 is restricted and an overload occurs. Judge that it has occurred.

過負荷時復帰処理部70は、過負荷時復帰処理を実行可能である。過負荷時復帰処理は、切断処理を実行している際に過負荷が検出された場合に、移動部材20による果柄93の切断及び把持を解放する処理を含む。過負荷時復帰処理部70は、過負荷時復帰処理を実行すると、エンドエフェクタ制御部4を介して移動機構30を駆動制御し、移動部材20をエンドエフェクタ1の前方つまり開く方向へ移動させて通過部3を拡大する。これにより、移動部材20と把持部材41とによる果柄93の把持が解放される。 The overload recovery processing unit 70 can execute the overload recovery processing. The overload recovery process includes a process of releasing the cutting and gripping of the peduncle 93 by the moving member 20 when an overload is detected during the cutting process. When the overload recovery processing unit 70 executes the overload recovery processing, the movement mechanism 30 is driven and controlled via the end effector control unit 4, and the moving member 20 is moved to the front of the end effector 1, that is, in the opening direction. Enlarge the passage 3. As a result, the gripping of the peduncle 93 by the moving member 20 and the gripping member 41 is released.

そして、過負荷時復帰処理部70は、ロボットアーム制御部521を介してロボットアーム52を駆動制御し、移動処理とは逆の順、すなわち、終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)から、収穫対象物91の上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)及び下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)を通り、始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)に至るように、移動経路R2、R1に沿って上述の場合とは逆の順序でロボットアーム52を移動させる。 Then, the overload recovery processing unit 70 drives and controls the robot arm 52 via the robot arm control unit 521, and harvests from the end point position Pe (Xe, Ye, Ze) in the reverse order of the movement processing. Along the movement paths R2 and R1 so as to pass through the upper end positions Pt (Xt, Yt, Zt) and the lower end positions Pb (Xb, Yb, Zb) of the object 91 and reach the start point positions Ps (Xs, Ys, Zs). The robot arm 52 is moved in the reverse order of the above case.

回収処理部71は、回収処理を実行可能である。回収処理は、切断処理によって果柄93を切断及び把持している収穫対象物91を、回収箱54に投入して収穫対象物91を回収する処理である。回収処理部71は、切断処理後、ロボットアーム制御部521を介してロボットアーム52を駆動させて、収穫対象物91の果柄93を把持した状態で回収箱54の上方近傍までエンドエフェクタ1を移動させる。そして、回収処理部71は、回収箱54の上方近傍でエンドエフェクタ1による果柄93の把持を解放し、収穫対象物91を回収箱54内に落下又は配置させる。このようにして、主茎92から切り離された収穫対象物91が回収箱54内に回収される。 The recovery processing unit 71 can execute the recovery process. The recovery process is a process of putting the harvest object 91, which has cut and gripped the fruit stalk 93 by the cutting process, into the collection box 54 and recovering the harvest object 91. After the cutting process, the recovery processing unit 71 drives the robot arm 52 via the robot arm control unit 521 to move the end effector 1 to the vicinity above the recovery box 54 while holding the peduncle 93 of the harvesting object 91. Move. Then, the recovery processing unit 71 releases the grip of the peduncle 93 by the end effector 1 in the vicinity of the upper side of the recovery box 54, and drops or arranges the harvest object 91 in the recovery box 54. In this way, the harvesting object 91 separated from the main stem 92 is collected in the collection box 54.

次に、図20のフローチャートに沿って、農作物収穫システム50において実行される、収穫対象物91を収穫するための収穫動作の一連の制御内容について説明する。なお、以下の説明において、各処理部61〜71で実行される処理の主体は制御装置60とする。本実施形態では、主茎92に沿って収穫区間が設定されている。運搬装置53は、主茎92に沿って移動し、主茎92に実っている収穫対象物91を主茎92に沿って順次収穫していく。 Next, a series of control contents of the harvesting operation for harvesting the harvesting object 91, which is executed in the crop harvesting system 50, will be described with reference to the flowchart of FIG. In the following description, the main body of the processing executed by each processing unit 61 to 71 is the control device 60. In the present embodiment, the harvesting section is set along the main stem 92. The transport device 53 moves along the main stem 92, and the harvesting object 91 growing on the main stem 92 is sequentially harvested along the main stem 92.

図20のフローチャートにおいて、ステップS13、S14における処理は、収穫対象物検出処理の一例である。ステップS15における処理は、位置特定処理の一例である。ステップS16における処理は、傾け角度設定処理の一例である。ステップS17、S18における処理は、移動経路生成処理の一例である。ステップS19における処理は、接近処理の一例である。ステップS20における処理は、移動処理の一例である。ステップS21における処理は、傾け処理の一例である。S22における処理は、切断処理の一例である。ステップS23における処理は、過負荷検出処理の一例である。ステップS24、25における処理は、回収処理の一例である。そして、ステップS26、S27における処理は、過負荷時復帰処理の一例である。 In the flowchart of FIG. 20, the processes in steps S13 and S14 are examples of the harvest target detection process. The process in step S15 is an example of the position specifying process. The process in step S16 is an example of the tilt angle setting process. The processes in steps S17 and S18 are examples of the movement route generation process. The process in step S19 is an example of the approach process. The process in step S20 is an example of the move process. The process in step S21 is an example of the tilt process. The process in S22 is an example of a cutting process. The process in step S23 is an example of an overload detection process. The processing in steps S24 and 25 is an example of the collection processing. The processing in steps S26 and S27 is an example of the overload recovery processing.

制御装置60は、まずステップS11において、運搬装置制御部531から受信した情報等に基づき、運搬装置53の現在の位置を特定し、運搬装置53の現在位置が収穫区間の終点であるか否かを判断する。制御装置60は、運搬装置53の現在位置が収穫区間の終点である場合(ステップS11でYES)、次の収穫対象物91は存在しないと判断し、一連の制御を終了する。一方、制御装置60は、運搬装置53の現在位置が収穫区間の終点でない場合(ステップS11でNO)、収穫対象物91が未だ存在すると判断する。そして、制御装置60は、ステップS12に処理を移行し、運搬装置制御部531を介して運搬装置53を駆動させ、次の収穫地点へ運搬装置53を移動させる。 First, in step S11, the control device 60 identifies the current position of the transport device 53 based on the information received from the transport device control unit 531 and whether or not the current position of the transport device 53 is the end point of the harvesting section. To judge. When the current position of the transport device 53 is the end point of the harvest section (YES in step S11), the control device 60 determines that the next harvest object 91 does not exist, and ends a series of control. On the other hand, when the current position of the transport device 53 is not the end point of the harvest section (NO in step S11), the control device 60 determines that the harvest target 91 still exists. Then, the control device 60 shifts the process to step S12, drives the transport device 53 via the transport device control unit 531 and moves the transport device 53 to the next harvesting point.

次に、制御装置60は、ステップS13、S14において、収穫対象物検出処理を実行する。制御装置60は、ステップS13において、視覚装置制御部511を介して視覚装置51を駆動させ、収穫対象物91側を撮像する。そして、制御装置60は、ステップS14において、視覚装置51で撮像した視覚情報、この場合、画像情報に収穫対象物91が含まれているか否かを判断する。 Next, the control device 60 executes the harvest target detection process in steps S13 and S14. In step S13, the control device 60 drives the visual device 51 via the visual device control unit 511 to take an image of the harvested object 91 side. Then, in step S14, the control device 60 determines whether or not the visual information captured by the visual device 51, in this case, the image information includes the harvesting object 91.

ステップS14において収穫対象物91が検出されなかった場合(ステップS14でNO)、制御装置60は、運搬装置53を駆動させて、運搬装置53を次の収穫地点へ移動させる。一方、ステップS14において収穫対象物91が検出された場合(ステップS14でYES)、制御装置60は、ステップS15へ処理を移行させる。制御装置60は、ステップS15において位置特定処理を実行し、視覚装置51で取得した視覚情報に基づき、収穫対象物91の下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)及び上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)を特定する。 When the harvest target 91 is not detected in step S14 (NO in step S14), the control device 60 drives the transport device 53 to move the transport device 53 to the next harvest point. On the other hand, when the harvest target 91 is detected in step S14 (YES in step S14), the control device 60 shifts the process to step S15. The control device 60 executes the position identification process in step S15, and based on the visual information acquired by the visual device 51, the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) and the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) is specified.

次に、制御装置60は、ステップS16において傾け角度設定処理を実行する。本実施形態の場合、傾け角度θは一定値、例えば60°に設定されている。そのため、制御装置60は、ステップS15で特定した収穫対象物91の下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)及び上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の値に関わらず、傾け角度θを画一的に60°に設定する。 Next, the control device 60 executes the tilt angle setting process in step S16. In the case of this embodiment, the tilt angle θ is set to a constant value, for example, 60 °. Therefore, the control device 60 uniformly flattens the tilt angle θ regardless of the values of the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) and the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) of the harvesting object 91 specified in step S15. Set to 60 °.

次に、制御装置60は、ステップS17、S18において移動経路生成処理を実行する。まず制御装置60は、ステップS17において、ステップS15で特定した下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)及び上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)に基づき、始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)、終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)を算出する。また、制御装置60は、終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)と、エンドエフェクタ1の回転軸Axから基準点Pcまでの距離Lと、及びステップS16で設定した傾け角度θとに基づき、目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)を算出する。次に、制御装置60は、ステップS18へ処理を移行し、エンドエフェクタ1の移動経路である第1移動経路R1、第2移動経路R2を生成する。 Next, the control device 60 executes the movement route generation process in steps S17 and S18. First, in step S17, the control device 60 has a start point position Ps (Xs, Ys, Zs), based on the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) and the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) specified in step S15. The end point position Pe (Xe, Ye, Ze) is calculated. Further, the control device 60 targets the target based on the end point position Pe (Xe, Ye, Ze), the distance L from the rotation axis Ax of the end effector 1 to the reference point Pc, and the tilt angle θ set in step S16. The position Pg (Xg, Yg, Zg) is calculated. Next, the control device 60 shifts the process to step S18 to generate the first movement path R1 and the second movement path R2, which are the movement paths of the end effector 1.

次に、制御装置60は、ステップS19において接近処理を実行し、ロボットアーム制御部521を介してロボットアーム52を駆動させることで、エンドエフェクタ1を始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)まで移動させる。この場合、制御装置60は、図21に示すように、エンドエフェクタ1の基準点Pcが始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)と一致するようにエンドエフェクタ1を移動させる。 Next, the control device 60 executes the approach process in step S19 and drives the robot arm 52 via the robot arm control unit 521 to move the end effector 1 to the start point position Ps (Xs, Ys, Zs). Let me. In this case, as shown in FIG. 21, the control device 60 moves the end effector 1 so that the reference point Pc of the end effector 1 coincides with the start point position Ps (Xs, Ys, Zs).

その後、制御装置60は、ステップS20において移動処理を実行し、ロボットアーム制御部521を介してロボットアーム52を駆動させることで、エンドエフェクタ1を第1移動経路R1に沿って目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)まで移動させる。これにより、図22及び図23に示すように、制御装置60は、エンドエフェクタ1を、下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)の外方から上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)側へ向かって移動させて通過部3に収穫対象物91を通す。 After that, the control device 60 executes the movement process in step S20 and drives the robot arm 52 via the robot arm control unit 521 to move the end effector 1 along the first movement path R1 to the target position Pg (Xg). , Yg, Zg). As a result, as shown in FIGS. 22 and 23, the control device 60 directs the end effector 1 from the outside of the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) to the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) side. And pass the harvesting object 91 through the passing portion 3.

次に、制御装置60は、ステップS21において傾け処理を実行し、ロボットアーム制御部521を介してロボットアーム52を駆動させることで、エンドエフェクタ1の回転軸Axを中心に傾け角度θ傾ける。これにより、図24に示すように、制御装置60は、エンドエフェクタ1を主茎92に沿うように傾けて通過部3が収穫対象物91を上端位置Pt(Xt、Yx,Zt)の外方へ通過した状態にする。 Next, the control device 60 executes the tilting process in step S21 and drives the robot arm 52 via the robot arm control unit 521 to tilt the end effector 1 by tilting an angle θ with respect to the rotation axis Ax. As a result, as shown in FIG. 24, in the control device 60, the end effector 1 is tilted along the main stem 92, and the passing portion 3 moves the harvesting object 91 to the outside of the upper end position Pt (Xt, Yx, Zt). Make it pass through.

このように、エンドエフェクタ1は、通過部3に収穫対象物91を通して収穫対象物91を下方からすくい上げるように目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)まで移動した後、更に傾け角度θ傾けられることで、収穫対象物91の上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)を主茎92側へ超えた位置に移動する。このとき、通過部3の内側には、収穫対象物91と主茎92とを繋ぐ果柄93が存在している。そして、収穫対象物91と主茎92とは、それぞれ通過部3に対して下方外側及び上方外側に位置している。 In this way, the end effector 1 is moved to the target position Pg (Xg, Yg, Zg) so as to scoop up the harvesting object 91 from below through the passing portion 3 through the harvesting object 91, and then is further tilted by the tilt angle θ. Then, the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) of the harvesting object 91 is moved to a position beyond the main stem 92 side. At this time, a peduncle 93 connecting the harvesting object 91 and the main stem 92 exists inside the passing portion 3. The harvesting object 91 and the main stem 92 are located on the lower outer side and the upper outer side with respect to the passing portion 3, respectively.

ここで、エンドエフェクタ1の移動の途中で移動部材20が収穫対象物91に接触することも想定される。この場合、何らの対応もしないと、移動部材20に接触した収穫対象物91は、移動部材20に引っ掛かって、エンドエフェクタ1に引っ張られて傷つくおそれがある。これに対し、本実施形態の移動部材20は、外力を受けて回転可能な回転部材22を有している。そのため、収穫対象物91が移動部材20に接触したとしても、回転部材22が回転することにより、エンドエフェクタ1が移動する際に収穫対象物91が移動部材20に引っ掛かることを抑制できる。これにより収穫対象物91が傷ついてしまい商品価値が低下してしまうことを更に効果的に抑制することができる。 Here, it is assumed that the moving member 20 comes into contact with the harvesting object 91 during the movement of the end effector 1. In this case, if no measures are taken, the harvesting object 91 that comes into contact with the moving member 20 may be caught by the moving member 20 and pulled by the end effector 1 to be damaged. On the other hand, the moving member 20 of the present embodiment has a rotating member 22 that can rotate by receiving an external force. Therefore, even if the harvesting object 91 comes into contact with the moving member 20, the rotation of the rotating member 22 can prevent the harvesting object 91 from being caught by the moving member 20 when the end effector 1 moves. As a result, it is possible to more effectively prevent the harvested object 91 from being damaged and the commercial value from being lowered.

次に、制御装置60は、図20のステップS22において切断処理を実行し、エンドエフェクタ制御部4を介してエンドエフェクタ1を駆動させる。制御装置60は、移動機構30のモータ31を駆動させて移動部材20をベース部材10側へ引き込む。すると、図25〜図27にかけて示すように、まず移動部材20の受け部213が果柄93に接触し、これにより移動部材20の移動に伴って果柄93がベース部材10側に引き込まれる。 Next, the control device 60 executes the cutting process in step S22 of FIG. 20 to drive the end effector 1 via the end effector control unit 4. The control device 60 drives the motor 31 of the moving mechanism 30 to pull the moving member 20 toward the base member 10. Then, as shown in FIGS. 25 to 27, the receiving portion 213 of the moving member 20 first comes into contact with the peduncle 93, whereby the peduncle 93 is pulled toward the base member 10 side as the moving member 20 moves.

そして、移動部材20が更にベース部材10側へ移動し、移動部材20の係止部214が把持部材41の両端部に接触すると、図28に示すように、移動部材20の受け部213と把持部材41の把持部411との間の距離が一定に維持される。これにより、果柄93は、移動部材側突出部215と把持部材側突出部414とが果柄93に食い込んだ状態で、移動部材20の受け部213と把持部材41の把持部411との間に挟まれて把持される。そして、図29に示すように、移動部材20が更にベース部材10側へ移動すると、図30に示すように、切断刃2によって果柄93が切断される。これにより、収穫対象物91は、主茎92から分離される。 Then, when the moving member 20 further moves to the base member 10 side and the locking portions 214 of the moving member 20 come into contact with both ends of the gripping member 41, as shown in FIG. 28, the moving member 20 is gripped with the receiving portion 213. The distance between the member 41 and the grip portion 411 is kept constant. As a result, the fruit handle 93 is between the receiving portion 213 of the moving member 20 and the grip portion 411 of the gripping member 41 in a state where the moving member side protruding portion 215 and the gripping member side protruding portion 414 bite into the fruit handle 93. It is sandwiched between and gripped. Then, as shown in FIG. 29, when the moving member 20 further moves toward the base member 10, the peduncle 93 is cut by the cutting blade 2 as shown in FIG. As a result, the harvest object 91 is separated from the main stem 92.

図20のステップS22において切断処理を実行している間、制御装置60は、ステップS23において過負荷検出処理を実行する。過負荷の検出が無かった場合(ステップS23でNO)、制御装置60は、主茎92や果柄93が絡まることなく果柄93が切断されたと判断し、ステップS24、S25へ処理を移行させる。 While the disconnection process is being executed in step S22 of FIG. 20, the control device 60 executes the overload detection process in step S23. If no overload is detected (NO in step S23), the control device 60 determines that the peduncle 93 has been cut without the main stem 92 and the peduncle 93 being entangled, and shifts the process to steps S24 and S25. ..

制御装置60は、ステップS24、S25において、回収処理を実行する。この場合、制御装置60は、まずステップS24において、ロボットアーム制御部521を介してロボットアーム52を駆動させ、図31に示すように、エンドエフェクタ1が水平を向くように回転させて傾きを復帰させるとともに、エンドエフェクタ1を回収箱54の上方近傍まで移動させる。そして、エンドエフェクタ1を回収箱54の上方近傍まで移動すると、制御装置60は、ステップS25において、エンドエフェクタ制御部4を介して移動機構30を駆動制御し、図32及び図33に示すように、移動部材20をエンドエフェクタ1の前方つまり開方向へ移動させて、果柄93の把持を解放し、収穫対象物91を回収箱54内に落下又は配置させる。このようにして、主茎92から切り離された収穫対象物91が回収箱54内に回収される。そして、制御装置60は、ステップS11へ処理を戻し、次の収穫対象物91の収穫を行う。 The control device 60 executes the recovery process in steps S24 and S25. In this case, first, in step S24, the control device 60 drives the robot arm 52 via the robot arm control unit 521, and as shown in FIG. 31, rotates the end effector 1 so as to face horizontally to restore the inclination. At the same time, the end effector 1 is moved to the upper vicinity of the collection box 54. Then, when the end effector 1 is moved to the upper vicinity of the collection box 54, the control device 60 drives and controls the moving mechanism 30 via the end effector control unit 4 in step S25, as shown in FIGS. 32 and 33. The moving member 20 is moved to the front of the end effector 1, that is, in the opening direction, the grip of the peduncle 93 is released, and the harvested object 91 is dropped or placed in the collection box 54. In this way, the harvesting object 91 separated from the main stem 92 is collected in the collection box 54. Then, the control device 60 returns the process to step S11 and harvests the next harvest object 91.

なお、エンドエフェクタ1が果柄93を切断してから収穫対象物91を回収箱54に落下させるまでの間において、エンドエフェクタ1は、必ずしも水平の姿勢に戻っている必要はない。制御装置60は、エンドエフェクタ1を、水平の姿勢に戻すことなく傾けた状態で回収箱54の上方近傍まで移動させても良い。 It should be noted that the end effector 1 does not necessarily have to return to the horizontal posture between the time when the end effector 1 cuts the peduncle 93 and the time when the harvesting object 91 is dropped into the collection box 54. The control device 60 may move the end effector 1 to the upper vicinity of the collection box 54 in a tilted state without returning to the horizontal posture.

一方、ステップS23において過負荷の検出が検出された場合(ステップS23でYES)、つまり、切断処理を行ったにもかかわらず移動部材20がベース部材10側の移動端まで移動できなかった場合、制御装置60は、主茎92や果柄93が絡まって果柄93の切断が適切に行われていないと判断し、ステップS26、S27へ処理を移行させる。 On the other hand, when the detection of overload is detected in step S23 (YES in step S23), that is, when the moving member 20 cannot move to the moving end on the base member 10 side even though the cutting process is performed. The control device 60 determines that the main stem 92 and the peduncle 93 are entangled and the peduncle 93 is not properly cut, and shifts the process to steps S26 and S27.

制御装置60は、ステップS26、S27において、過負荷時復帰処理を実行する。この場合、制御装置60は、まずステップS26において、エンドエフェクタ制御部4を介して移動機構30を駆動制御し、移動部材20をエンドエフェクタ1の前方つまり開方向へ移動させて果柄93の把持を解放する。次に、制御装置60は、ロボットアーム制御部521を介してロボットアーム52を駆動させ、エンドエフェクタ1の基準点Pcが、終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)から、上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)、目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)、下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)を通り、始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)に至るように、第2移動経路R2及び第1移動経路R1に沿って上述した順序とは逆方向に移動させる。そして、制御装置60は、ロボットアーム制御部521を介してロボットアーム52を駆動させ、エンドエフェクタ1を初期位置つまり運搬装置53が駆動する際の位置に戻し、ステップS11へ処理を戻し、次の収穫対象物91の収穫を行う。 The control device 60 executes the overload recovery process in steps S26 and S27. In this case, the control device 60 first drives and controls the moving mechanism 30 via the end effector control unit 4 in step S26, and moves the moving member 20 in front of the end effector 1, that is, in the open direction to grip the fruit handle 93. Release. Next, the control device 60 drives the robot arm 52 via the robot arm control unit 521, and the reference point Pc of the end effector 1 moves from the end point position Pe (Xe, Ye, Ze) to the upper end position Pt (Xt, The second movement path R2 and so as to pass through Yt, Zt), the target position Pg (Xg, Yg, Zg), the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb), and reach the start point position Ps (Xs, Ys, Zs). It is moved along the first movement path R1 in the direction opposite to the above-mentioned order. Then, the control device 60 drives the robot arm 52 via the robot arm control unit 521, returns the end effector 1 to the initial position, that is, the position when the transport device 53 is driven, returns the process to step S11, and then returns to the next step. Harvest the object to be harvested 91.

以上説明した実施形態によれば、農作物収穫システム50は、エンドエフェクタ1と、視覚装置51と、ロボットアーム52と、を備える。エンドエフェクタ1は、主茎92又は枝に結実した収穫対象物91に対し果柄93を切断して収穫対象物91を収穫するためのものである。エンドエフェクタ1は、第1部材としてのベース部材10と、第2部材としての移動部材20と、移動機構30と、を備える。ベース部材10は、果柄93を切断するための切断刃2が設けられている。移動部材20は、ベース部材10に対して相対的に移動可能に構成されている。移動機構30は、ベース部材10に対して移動部材20を相対的に移動させる機能を有する。 According to the embodiment described above, the crop harvesting system 50 includes an end effector 1, a visual device 51, and a robot arm 52. The end effector 1 is for harvesting the harvesting object 91 by cutting the peduncle 93 with respect to the harvesting object 91 that has set on the main stem 92 or the branch. The end effector 1 includes a base member 10 as a first member, a moving member 20 as a second member, and a moving mechanism 30. The base member 10 is provided with a cutting blade 2 for cutting the fruit handle 93. The moving member 20 is configured to be movable relative to the base member 10. The moving mechanism 30 has a function of moving the moving member 20 relative to the base member 10.

ベース部材10及び移動部材20のいずれか一方又は両方は、切断刃2を含んで環状に構成されてその環状の内側に収穫対象物91を通すことが可能な通過部3を形成する。本実施形態の場合、ベース部材10と移動部材20とは、切断刃2を含んで環状に構成されており、その環状の内側に収穫対象物91を通すことが可能な通過部3を形成している。そして、移動機構30は、通過部3の内側に果柄93を通した状態でベース部材10と移動部材20とを相対的に移動させて通過部3を縮小させる。これにより、エンドエフェクタ1は、第2部材である移動部材20と切断刃2とで果柄93を挟み込んで切断する。 One or both of the base member 10 and the moving member 20 is formed in an annular shape including the cutting blade 2 to form a passing portion 3 through which the harvesting object 91 can be passed. In the case of the present embodiment, the base member 10 and the moving member 20 are formed in an annular shape including the cutting blade 2, and a passing portion 3 through which the harvesting object 91 can be passed is formed inside the annular shape. ing. Then, the moving mechanism 30 relatively moves the base member 10 and the moving member 20 while passing the peduncle 93 inside the passing portion 3 to reduce the passing portion 3. As a result, the end effector 1 cuts the fruit handle 93 by sandwiching it between the moving member 20 which is the second member and the cutting blade 2.

ここで、例えばハサミ形状のエンドエフェクタによって果柄93を切断しようとした場合、ハサミ形状のエンドエフェクタを主茎92や枝を切断できる位置まで移動する際に、果柄93や枝の伸びる方向に対してハサミ形状のエンドエフェクタを直角方向に接近させる必要がある。すると、ハサミ形状のエンドエフェクタを移動させる際に刃先部分が主茎92や枝に接触して、主茎92や枝を傷つけてしまうおそれがある。 Here, for example, when an attempt is made to cut the peduncle 93 with a scissors-shaped end effector, when the scissors-shaped end effector is moved to a position where the main stem 92 or a branch can be cut, the peduncle 93 or the branch extends in the extending direction. On the other hand, it is necessary to bring the scissors-shaped end effector closer in the perpendicular direction. Then, when the scissors-shaped end effector is moved, the cutting edge portion may come into contact with the main stem 92 or the branch, and the main stem 92 or the branch may be damaged.

一方、本実施形態によれば、エンドエフェクタ1は、主茎92等から垂れ下がった収穫対象物91に対し、収穫対象物91の下方から収穫対象物91全体をすくうようにして通過部3に通すことで、エンドエフェクタを主茎92や枝を切断できる位置まで移動させることができる。その際、移動部材20は、切断刃2の周囲を囲っているため、主茎92が切断刃2に接触することを抑制でき、その結果、切断刃2によって主茎92や枝を傷つけてしまうことを抑制できて安全に収穫対象物91を収穫することができるという優れた効果が得られる。 On the other hand, according to the present embodiment, the end effector 1 passes the harvesting object 91 hanging from the main stem 92 or the like through the passing portion 3 so as to scoop the entire harvesting object 91 from below the harvesting object 91. This makes it possible to move the end effector to a position where the main stem 92 and branches can be cut. At that time, since the moving member 20 surrounds the cutting blade 2, it is possible to prevent the main stem 92 from coming into contact with the cutting blade 2, and as a result, the cutting blade 2 damages the main stem 92 and the branches. It is possible to obtain an excellent effect that the harvesting target 91 can be safely harvested.

第2部材としての移動部材20は、剛性を有する部材によって環状に形成されている。すなわち、本実施形態において移動部材20は、環状部材21を有している。そして、環状部材21は、例えば剛性を有する金属や樹脂などによって全体として閉じた環状に形成されている。これによれば、環状部材21の自重やエンドエフェクタ1を移動させる際の振動等によって環状部材21の形状やサイズすなわち通過部3の形状やサイズが変化してしまうことを抑制できる。これにより、エンドエフェクタ1を移動させて通過部3内に収穫対象物91を通し易くなり、その結果、エンドエフェクタ1による収穫対象物91の収穫の成功率を向上させることができる。 The moving member 20 as the second member is formed in an annular shape by a member having rigidity. That is, in the present embodiment, the moving member 20 has an annular member 21. The annular member 21 is formed in an annular shape as a whole, for example, made of a rigid metal or resin. According to this, it is possible to prevent the shape and size of the annular member 21, that is, the shape and size of the passing portion 3, from being changed due to the weight of the annular member 21 and the vibration when moving the end effector 1. As a result, the end effector 1 can be moved to facilitate the passage of the harvesting object 91 through the passing portion 3, and as a result, the success rate of harvesting the harvesting object 91 by the end effector 1 can be improved.

切断刃2は、通過部3の幅方向の半分以上に亘って設けられている。これによれば、エンドエフェクタ1は、移動部材20を移動させて通過部3を縮小させた際、つまり移動部材20の移動によって果柄93を切断刃2側に引き寄せる際に、果柄93を切断刃2に精密に案内しなくても、幅の広い切断刃2によって果柄93を容易に切断することができる。これにより、比較的粗い位置制御でも、幅の広い切断刃2によって果柄93を容易に切断することができる。その結果、ロボットアーム52の制御負荷が低減されるとともに、エンドエフェクタ1による収穫対象物91の収穫の成功率を更に向上させることができる。 The cutting blade 2 is provided over half or more in the width direction of the passing portion 3. According to this, the end effector 1 moves the moving member 20 to reduce the passing portion 3, that is, when the moving member 20 pulls the fruit handle 93 toward the cutting blade 2, the fruit handle 93 is moved. The peduncle 93 can be easily cut by the wide cutting blade 2 without precisely guiding the cutting blade 2. As a result, the peduncle 93 can be easily cut by the wide cutting blade 2 even with relatively coarse position control. As a result, the control load of the robot arm 52 can be reduced, and the success rate of harvesting the harvesting object 91 by the end effector 1 can be further improved.

また、エンドエフェクタ1は、把持機構40を更に備えている。把持機構40は、第1部材としてのベース部材10に設けられている。把持機構40は、ベース部材10と移動部材20とが相対的に移動して通過部3の内径を縮小させることで切断刃2によって果柄93を切断した場合に、移動部材20に受け部213との間に、切断した果柄93を挟み込んで把持する機能を有する。 Further, the end effector 1 further includes a gripping mechanism 40. The gripping mechanism 40 is provided on the base member 10 as the first member. In the gripping mechanism 40, when the base member 10 and the moving member 20 move relatively to reduce the inner diameter of the passing portion 3 and the fruit handle 93 is cut by the cutting blade 2, the moving member 20 receives the receiving portion 213. It has a function of sandwiching and gripping the cut fruit handle 93 between the and.

これによれば、エンドエフェクタ1は、切断した果柄93を把持することで、収穫対象物91がエンドエフェクタ1から落下してしまうことを抑制できる。これにより、エンドエフェクタ1による収穫対象物91の収穫の成功率を向上させることができる。また、落下によって収穫対象物91が傷ついてしまい、商品価値が低下してしまうことを抑制できる。 According to this, the end effector 1 can prevent the harvesting object 91 from falling from the end effector 1 by grasping the cut peduncle 93. As a result, the success rate of harvesting the harvesting object 91 by the end effector 1 can be improved. In addition, it is possible to prevent the harvested object 91 from being damaged by the fall and the commercial value from being lowered.

把持機構40は、第1部材であるベース部材10に対して弾性的に移動可能に構成されている。把持機構40は、把持部材41を有している。把持部材41は、果柄93を把持する際に、果柄93に接触する把持部411を有している。把持部材41は、把持部411に力が作用していない状態では切断刃2よりも通過部3の中心側に突出しており、切断刃2の一方の面を覆っている。本実施形態の場合、把持部材41は、把持部411に力が作用していない状態では切断刃2より前方側に突出しており、切断刃2におけるカバー部材13側の面を覆っている。これにより、例えば作業者の手指が切断刃2に触れてしまい怪我等をしてしまうことを抑制でき、その結果、作業時の作業者に対する安全性を向上させることができる。 The gripping mechanism 40 is configured to be elastically movable with respect to the base member 10 which is the first member. The gripping mechanism 40 has a gripping member 41. The gripping member 41 has a gripping portion 411 that comes into contact with the fruit handle 93 when gripping the fruit handle 93. The grip member 41 projects toward the center of the passing portion 3 from the cutting blade 2 in a state where no force is applied to the grip portion 411, and covers one surface of the cutting blade 2. In the case of the present embodiment, the gripping member 41 projects forward from the cutting blade 2 in a state where no force is applied to the gripping portion 411, and covers the surface of the cutting blade 2 on the cover member 13 side. As a result, for example, it is possible to prevent an operator's finger from touching the cutting blade 2 and causing an injury or the like, and as a result, it is possible to improve safety for the operator during work.

また、把持機構40の把持部材41は、通過部3の中心とは反対方向への力を受けた場合には切断刃2の刃先よりも通過部3の中心とは反対方向へ移動する。本実施形態の場合、把持部材41は、エンドエフェクタ1の後方側への力を受けた場合には切断刃2の刃先よりも後方側へ引っ込み、これにより切断刃2が露出する。これにより、エンドエフェクタ1は、切断刃2によって果柄93を確実に切断することができる。 Further, when the gripping member 41 of the gripping mechanism 40 receives a force in the direction opposite to the center of the passing portion 3, the gripping member 41 moves from the cutting edge of the cutting blade 2 in the direction opposite to the center of the passing portion 3. In the case of the present embodiment, when the gripping member 41 receives a force toward the rear side of the end effector 1, it retracts to the rear side of the cutting edge 2 so that the cutting blade 2 is exposed. As a result, the end effector 1 can reliably cut the peduncle 93 by the cutting blade 2.

ここで、本願発明者は、把持機構40と移動部材20の受け部213とによって果柄93を把持する際に、把持機構40と移動部材20の受け部213とが接触する程度まで接近させてしまうと、果柄93を押し潰してしまい、その結果、果柄93から水分が滲み出てその水分によって果柄93が滑り易くなることを見出した。そして、果柄93が滑り易くなると、把持機構40と移動部材20の受け部213との間から果柄93が滑り落ちて収穫対象物91が落下する可能性が高まる。 Here, the inventor of the present application brings the grip mechanism 40 and the receiving portion 213 of the moving member 20 close to each other when gripping the fruit handle 93 by the gripping mechanism 40 and the receiving portion 213 of the moving member 20. It was found that the peduncle 93 was crushed as a result, and as a result, water oozes from the peduncle 93 and the peduncle 93 becomes slippery due to the water. Then, when the peduncle 93 becomes slippery, the possibility that the peduncle 93 slides down from between the gripping mechanism 40 and the receiving portion 213 of the moving member 20 and the harvesting object 91 falls is increased.

そこで、本実施形態において、把持機構40と受け部213とは、ベース部材10と移動部材20とが相対的に移動して通過部3の内径が最小まで縮小した場合において相互に離間している。すなわち、把持機構40における把持部材41の把持部411と、移動部材20における環状部材21の受け部213とは、移動部材20がベース部材10に接近する方向に移動して後方側の移動端まで移動した状態において、図13に示すように、距離L1の隙間が形成されている。 Therefore, in the present embodiment, the gripping mechanism 40 and the receiving portion 213 are separated from each other when the base member 10 and the moving member 20 move relatively and the inner diameter of the passing portion 3 is reduced to the minimum. .. That is, the grip portion 411 of the grip member 41 in the grip mechanism 40 and the receiving portion 213 of the annular member 21 in the moving member 20 move in the direction in which the moving member 20 approaches the base member 10 to the moving end on the rear side. In the moved state, as shown in FIG. 13, a gap having a distance of L1 is formed.

これによれば、エンドエフェクタ1は、把持機構40と移動部材20の受け部213とによって果柄93を把持する際に、果柄93を潰してしまうことを抑制できる。これにより、果柄93を把持する際に果柄93から水分が滲み出てくることを抑制でき、その結果、把持機構40と移動部材20の受け部213との間から果柄93が滑り落ちて収穫対象物91が落下することを極力防ぐことができる。 According to this, the end effector 1 can prevent the fruit handle 93 from being crushed when the fruit handle 93 is gripped by the gripping mechanism 40 and the receiving portion 213 of the moving member 20. As a result, it is possible to prevent water from seeping out from the fruit handle 93 when gripping the fruit handle 93, and as a result, the fruit handle 93 slides off from between the gripping mechanism 40 and the receiving portion 213 of the moving member 20. Therefore, it is possible to prevent the harvesting object 91 from falling as much as possible.

ここで、収穫対象物91、主茎92、及び果柄93の形状等は農作物であることから一定ではない。例えば果柄93が短いもの、すなわち、収穫対象物91の上端と主茎92との距離が短いものもよく見られる。この場合、受け部213の厚み寸法が大きいと、移動部材20をベース部材10側に引き込む際に収穫対象物91を巻き込んで傷つけてしまうおそれがある。一方、受け部213の厚み寸法が小さいと、果柄93に接触する受け部213の面積が小さくなり、その結果、果柄93に対する把持力が小さくなって落下する可能性が高まる。 Here, the shapes of the harvested object 91, the main stem 92, and the peduncle 93 are not constant because they are agricultural products. For example, those with a short peduncle 93, that is, those with a short distance between the upper end of the harvested object 91 and the main stem 92 are often seen. In this case, if the thickness of the receiving portion 213 is large, the harvesting object 91 may be caught and damaged when the moving member 20 is pulled toward the base member 10. On the other hand, if the thickness of the receiving portion 213 is small, the area of the receiving portion 213 that comes into contact with the peduncle 93 becomes small, and as a result, the gripping force against the peduncle 93 becomes small and the possibility of falling increases.

そこで、把持機構40又は移動部材20に設けられた受け部213のうちいずれか一方又は両方は、通過部3の中心側へ突出した突出部414、215を更に有している。本実施形態の場合、把持機構40を構成する把持部材41は、把持部材側突出部414を有している。また、移動部材20を構成する環状部材21は、受け部213に設けられた移動部材側突出部215を有している。これによれば、エンドエフェクタ1は、果柄93を把持する際に移動部材側突出部215及び把持部材側突出部414を果柄93に食い込ませることができるため、果柄93をより確実に把持することができる。 Therefore, either one or both of the receiving portions 213 provided on the gripping mechanism 40 or the moving member 20 further have protruding portions 414 and 215 protruding toward the center of the passing portion 3. In the case of the present embodiment, the gripping member 41 constituting the gripping mechanism 40 has a gripping member side protruding portion 414. Further, the annular member 21 constituting the moving member 20 has a moving member side protruding portion 215 provided on the receiving portion 213. According to this, when the end effector 1 grips the peduncle 93, the moving member side protrusion 215 and the gripping member side protrusion 414 can bite into the peduncle 93, so that the peduncle 93 can be more reliably gripped. Can be grasped.

このように、本実施形態によれば、エンドエフェクタ1は、突出部414、215を有していない構成に比べて果柄93に対する把持力を向上させることができる。したがって、受け部213の厚み寸法を小さくつまり薄くしても、収穫対象物91を落下させずに果柄93を把持するために必要な把持力を確保することができる。これにより、果柄93が短い場合であっても、収穫対象物91を極力傷つけずに収穫することができる。 As described above, according to the present embodiment, the end effector 1 can improve the gripping force with respect to the peduncle 93 as compared with the configuration having no protrusions 414 and 215. Therefore, even if the thickness dimension of the receiving portion 213 is reduced, that is, thinned, the gripping force required for gripping the peduncle 93 without dropping the harvesting object 91 can be secured. As a result, even when the peduncle 93 is short, the harvesting object 91 can be harvested without damaging it as much as possible.

移動機構30は、例えばモータ31の回転力をねじ軸33に沿った直線方向への移動に変換して、移動部材20を直線的に移動させる機能を有する。この場合、移動機構30は、例えばラックギアとピニオンギアを有して構成されたいわゆるラックアンドピニオン構造で構成することも考えられる。すなわち、例えばモータ31にピニオンギアを接続するとともに、移動部材20にラックギアを接続し、モータ31の回転力をピニオンギア及びラックギアを介して移動部材20に伝達する。しかし、この構成においては、ピニオンギアを基準としてラックギア全体が直線的に移動する。 The moving mechanism 30 has, for example, a function of converting the rotational force of the motor 31 into linear movement along the screw shaft 33 to linearly move the moving member 20. In this case, the moving mechanism 30 may be configured by, for example, a so-called rack and pinion structure having a rack gear and a pinion gear. That is, for example, a pinion gear is connected to the motor 31, a rack gear is connected to the moving member 20, and the rotational force of the motor 31 is transmitted to the moving member 20 via the pinion gear and the rack gear. However, in this configuration, the entire rack gear moves linearly with respect to the pinion gear.

このため、例えば図1においてベース部材10の内部にラックギア全体を収納しようとすると、ベース部材10の長さ寸法が大きくなってしまう。一方、ベース部材10の長さ寸法を小さくしようとすると、ラックギアの移動によりベース部材10からラックギアが飛び出てしまう。すると、例えばエンドエフェクタ1をロボットアーム52に取り付ける際に干渉してしまい、その取り付け態様が制限されてしまうおそれがある。 Therefore, for example, if the entire rack gear is to be housed inside the base member 10 in FIG. 1, the length dimension of the base member 10 becomes large. On the other hand, if the length dimension of the base member 10 is to be reduced, the rack gear will pop out from the base member 10 due to the movement of the rack gear. Then, for example, when the end effector 1 is attached to the robot arm 52, it may interfere with each other, and the attachment mode may be limited.

そこで、本実施形態において、移動機構30は、例えばねじ軸33とナット部材34とを有して構成された直動ねじ機構で構成されている。すなわち、本実施形態において、移動機構30は、ねじ軸33と、ナット部材34と、モータ31と、を有して構成されている。ねじ軸33は、ベース部材10に回転可能に設けられている。ナット部材34は、移動部材20に連結されるとともに、ねじ軸33を通されてねじ軸33の回転に伴ってねじ軸33に沿って移動する。モータ31は、ねじ軸33を回転させる。これによれば、ねじ軸33自体はエンドエフェクタ1の長手方向には移動しないため、エンドエフェクタ1の長さ寸法を極力小さくすることができる。 Therefore, in the present embodiment, the moving mechanism 30 is configured by a linear motion screw mechanism having, for example, a screw shaft 33 and a nut member 34. That is, in the present embodiment, the moving mechanism 30 includes a screw shaft 33, a nut member 34, and a motor 31. The screw shaft 33 is rotatably provided on the base member 10. The nut member 34 is connected to the moving member 20, passes through the screw shaft 33, and moves along the screw shaft 33 as the screw shaft 33 rotates. The motor 31 rotates the screw shaft 33. According to this, since the screw shaft 33 itself does not move in the longitudinal direction of the end effector 1, the length dimension of the end effector 1 can be made as small as possible.

更に、移動機構30の駆動によってねじ軸33等がベース部材10から突出したりすることがないため、エンドエフェクタ1をロボットアーム52に取り付ける際に、エンドエフェクタ1をロボットアーム52との干渉を考慮する必要がない。その結果、ロボットアーム52に対してエンドエフェクタ1を比較的自由な態様で取り付けることができる。なお、ロボットアーム52に対するエンドエフェクタ1の取り付け態様は、取付部材15の位置や形状等を変えることで調整することができる。 Further, since the screw shaft 33 and the like do not protrude from the base member 10 due to the drive of the moving mechanism 30, when the end effector 1 is attached to the robot arm 52, the end effector 1 is considered to interfere with the robot arm 52. No need. As a result, the end effector 1 can be attached to the robot arm 52 in a relatively free manner. The mounting mode of the end effector 1 with respect to the robot arm 52 can be adjusted by changing the position and shape of the mounting member 15.

また、本実施形態において、通過部3は、矩形に形成されている。これによれば、通過部3を、例えば図1のエンドエフェクタ1の幅方向を直径とした円に形成した場合に比べて、矩形に形成した場合の方が面積を大きく確保することができる。すなわち、移動部材20の移動距離が同じであれば、通過部3が矩形のものの方が、円形のものよりも面積を大きく確保することができる。これにより、通過部3に収穫対象物91をより確実に通過させることができ、その結果、収穫の成功率を更に向上させることができる。 Further, in the present embodiment, the passing portion 3 is formed in a rectangular shape. According to this, a larger area can be secured when the passing portion 3 is formed in a rectangular shape than in the case where the passing portion 3 is formed in a circle having a diameter in the width direction of the end effector 1 in FIG. 1, for example. That is, if the moving distances of the moving members 20 are the same, it is possible to secure a larger area in the case where the passing portion 3 is rectangular than in the case where the passing portion 3 is circular. As a result, the harvesting object 91 can be more reliably passed through the passing portion 3, and as a result, the success rate of harvesting can be further improved.

また、農作物収穫システム50は、視覚装置51と、ロボットアーム52と、を備える。視覚装置51は、収穫対象物91の位置情報を含む視覚情報を取得可能に構成されている。ロボットアーム52は、エンドエフェクタ1が取り付けられている。また、農作物収穫システム50は、収穫対象物検出処理部61、位置情報特定処理部62、接近処理部65、移動処理部66、傾け処理部67、及び切断処理部68を備えている。 In addition, the crop harvesting system 50 includes a visual device 51 and a robot arm 52. The visual device 51 is configured to be able to acquire visual information including the position information of the harvesting object 91. An end effector 1 is attached to the robot arm 52. Further, the crop harvesting system 50 includes a harvesting object detection processing unit 61, a position information specifying processing unit 62, an approach processing unit 65, a moving processing unit 66, a tilting processing unit 67, and a cutting processing unit 68.

収穫対象物検出処理部61は、収穫対象物検出処理を実行可能である。収穫物検出処理は、視覚装置51で取得した視覚情報に含まれている収穫対象物を検出する処理を含む。位置情報特定処理部62は、位置特定処理を実行可能である。位置特定処理は、収穫対象物検出処理で検出した収穫対象物91の先端位置である下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)と、基端位置である上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)位置とを含む収穫対象物91の位置を特定する処理を含む。 The harvest target detection processing unit 61 can execute the harvest target detection processing. The harvested product detection process includes a process of detecting a harvested object included in the visual information acquired by the visual device 51. The position information specifying processing unit 62 can execute the position specifying process. The position identification process includes the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb), which is the tip position of the harvest target 91 detected by the harvest target detection process, and the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt), which is the base end position. The process of identifying the position of the harvesting object 91 including and is included.

接近処理部65は、接近処理を実行可能である。接近処理は、ロボットアーム52を駆動制御して、収穫対象物91の先端位置である下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)の外方に設定された始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)までエンドエフェクタ1を接近させる処理を含む。移動処理部66は、移動処理を実行可能である。移動処理は、ロボットアーム52を駆動制御してエンドエフェクタ1を、収穫対象物91の先端位置である下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)の外方から、基端位置である上端位置Pt(Xt、Yx、Zt)側へ向かって移動させて、通過部3に収穫対象物91を通す処理を含む。 The approach processing unit 65 can execute the approach process. In the approach process, the robot arm 52 is driven and controlled to reach the start point position Ps (Xs, Ys, Zs) set outside the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) which is the tip position of the harvesting object 91. The process of bringing the end effector 1 closer is included. The movement processing unit 66 can execute the movement processing. In the movement process, the robot arm 52 is driven and controlled to move the end effector 1 from the outside of the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) which is the tip position of the harvesting object 91 to the upper end position Pt (the base end position). It includes a process of moving the harvesting object 91 toward the Xt, Yx, Zt) side and passing the harvesting object 91 through the passing portion 3.

傾け処理部67は、傾け処理を実行可能である。傾け処理は、エンドエフェクタ1を主茎92や枝に沿うように傾けて通過部3が収穫対象物91を基端位置である上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の外方へ通過した状態にする処理を含む。そして、切断処理部68は、切断処理を実行可能である。切断処理は、エンドエフェクタ1を動作させて通過部3を縮小させることで通過部3の内側に通された果柄93を切断する処理を含む。 The tilt processing unit 67 can execute the tilt process. In the tilting process, the end effector 1 is tilted along the main stem 92 and the branches, and the passing portion 3 passes the harvesting object 91 to the outside of the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) which is the base end position. Includes processing to make. Then, the cutting processing unit 68 can execute the cutting processing. The cutting process includes a process of cutting the peduncle 93 passed through the inside of the passing portion 3 by operating the end effector 1 to reduce the passing portion 3.

これによれば、エンドエフェクタ1を用いて、主茎92や枝から果柄93を介して垂れ下がった収穫対象物91を収穫することで、上述したように、切断刃2が収穫対象物91や主茎92、若しくは枝に接触して、収穫対象物91や主茎92、枝が傷ついてしまうことを極力防ぐことができる。 According to this, by using the end effector 1 to harvest the harvesting object 91 hanging from the main stem 92 or the branch via the fruit stalk 93, as described above, the cutting blade 2 is used to harvest the harvesting object 91 or the like. It is possible to prevent the harvesting object 91, the main stem 92, and the branches from being damaged by contact with the main stem 92 or the branches as much as possible.

更には、農作物収穫システム50は、傾け処理を実行することにより、エンドエフェクタ1が果柄93を切断するときの位置、つまり収穫対象物91と主茎92や枝との間の位置までエンドエフェクタ1を移動させる際に、エンドエフェクタ1を主茎92や枝の傾きに沿った姿勢にすることができる。これにより、農作物収穫システム50は、エンドエフェクタ1が果柄93を切断する際の位置まで移動する際に、エンドエフェクタ1が主茎92や枝を押し上げる等して無理な力をかけてしまうことを抑制できる。このように、本実施形態によれば、エンドエフェクタ1を用いて収穫対象物91を収穫する際に、エンドエフェクタ1が主茎92や枝に無理な力を加えてしまい主茎92や枝を折り曲げて傷つけたり切断してしまったりすることを抑制でき、その結果、安全に収穫作業を行うことができる。 Further, the crop harvesting system 50 performs the tilting process to the position where the end effector 1 cuts the fruit stalk 93, that is, the position between the harvesting object 91 and the main stem 92 or the branch. When moving 1, the end effector 1 can be in a posture along the inclination of the main stem 92 or the branch. As a result, in the crop harvesting system 50, when the end effector 1 moves to the position where the peduncle 93 is cut, the end effector 1 pushes up the main stem 92 and the branches and exerts an unreasonable force. Can be suppressed. As described above, according to the present embodiment, when the harvesting object 91 is harvested using the end effector 1, the end effector 1 exerts an unreasonable force on the main stem 92 and the branches, and the main stem 92 and the branches are separated. It is possible to prevent it from being bent and damaged or cut, and as a result, the harvesting work can be carried out safely.

ここで、主茎92と収穫対象物91との距離つまり果柄93の長さは一定ではないことが多い。主茎92と収穫対象物91との距離つまり果柄93の長さが短い場合、エンドエフェクタ1を主茎92に沿って傾けない構成にすると、主茎92と収穫対象物91との間にエンドエフェクタ1が到達する前にエンドエフェクタ1が主茎92に当ってしまい、主茎92と共に収穫対象物91を持ち上げてしまうおそれがある。すると、エンドエフェクタ1は、通過部3の内側に収穫対象物91が位置している状態のまま終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)に到達してしまう。そして、この状態で切断処理を行うと、収穫対象物91も切断してしまうことになる。 Here, the distance between the main stem 92 and the harvested object 91, that is, the length of the peduncle 93 is often not constant. When the distance between the main stem 92 and the harvest target 91, that is, the length of the peduncle 93 is short, if the end effector 1 is not tilted along the main stem 92, the distance between the main stem 92 and the harvest target 91 The end effector 1 may hit the main stem 92 before the end effector 1 arrives, and may lift the harvesting object 91 together with the main stem 92. Then, the end effector 1 reaches the end point position Pe (Xe, Ye, Ze) with the harvesting object 91 located inside the passing portion 3. If the cutting process is performed in this state, the harvested object 91 will also be cut.

これに対し、本実施形態によれば、エンドエフェクタ1は、傾け処理の実行により、果柄93を切断する際には主茎92に沿って傾けられる。そのため、果柄93が短い場合であっても、主茎92と収穫対象物91との間にエンドエフェクタ1を配置することができ、その結果、誤って収穫対象物91を切断してしまうことを抑制することができる。 On the other hand, according to the present embodiment, the end effector 1 is tilted along the main stem 92 when cutting the peduncle 93 by executing the tilting process. Therefore, even when the peduncle 93 is short, the end effector 1 can be arranged between the main stem 92 and the harvesting object 91, and as a result, the harvesting object 91 is erroneously cut. Can be suppressed.

農作物収穫システム50は、傾け角度設定処理部63を更に備えている。傾け角度設定処理部63は、傾け角度設定処理を実行可能である。傾け角度設定処理は、エンドエフェクタ1を主茎92や枝に沿うように傾けるための傾け角度θを設定する処理である。本実施形態において、傾け角度設定処理は、傾け角度θを予め設定された一定値に設定する処理を含む。そして、傾け処理部67は、傾け角度設定処理で設定された傾け角度θに基づいて傾け処理を実行する。 The crop harvesting system 50 further includes a tilt angle setting processing unit 63. The tilt angle setting processing unit 63 can execute the tilt angle setting process. The tilt angle setting process is a process of setting a tilt angle θ for tilting the end effector 1 along the main stem 92 and branches. In the present embodiment, the tilt angle setting process includes a process of setting the tilt angle θ to a preset constant value. Then, the tilt processing unit 67 executes the tilt process based on the tilt angle θ set in the tilt angle setting process.

すなわち、主茎92や枝はある程度の柔軟性を有しているため、エンドエフェクタ1等の移動によって主茎92や枝に多少の力が加わっても、ある程度の力であれば折れることはない。また、主茎92や枝の角度は、個別に見れば当然ばらつきはあるものの、全体としては概ね同様の傾向が見られる。そこで、本実施形態では、傾け角度θは一定値に設定されている。これによれば、農作物収穫システム50は、傾け角度θを設定する際に、視覚装置51で取得した視覚情報を用いた画像処理等を行って傾け角度θを算出する必要がない。そのため、主茎92や枝に対する多少の負荷を許容し、傾け角度θを一定値に設定することで、農作物収穫システム50は、傾け角度θを設定する際の処理負荷を低減することができる。 That is, since the main stem 92 and the branches have a certain degree of flexibility, even if some force is applied to the main stem 92 and the branches due to the movement of the end effector 1 and the like, the main stem 92 and the branches will not break if the force is a certain amount. .. Further, although the angles of the main stem 92 and the branches naturally vary when viewed individually, the same tendency can be seen as a whole. Therefore, in the present embodiment, the tilt angle θ is set to a constant value. According to this, when setting the tilt angle θ, the crop harvesting system 50 does not need to perform image processing or the like using the visual information acquired by the visual device 51 to calculate the tilt angle θ. Therefore, the crop harvesting system 50 can reduce the processing load when setting the tilt angle θ by allowing some load on the main stem 92 and the branches and setting the tilt angle θ to a constant value.

また、移動処理は、目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)までエンドエフェクタ1を移動させる処理を含む。目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)は、エンドエフェクタ1を傾け角度θで傾けることで通過部3が収穫対象物91の基端位置である上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の外方へ通過する位置に設定されている。そして、傾け処理部67は、エンドエフェクタ1が目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)に到達した場合に傾け処理を実行する。すなわち、制御装置60は、エンドエフェクタ1を、始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)から第1移動経路R1に沿って目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)まで移動させる。その後、制御装置60は、目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)において、回転軸Axを中心にエンドエフェクタ1を回転させて、通過部3を収穫対象物91の基端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の外方、この場合、上方に通過させる。 Further, the movement process includes a process of moving the end effector 1 to the target position Pg (Xg, Yg, Zg). The target position Pg (Xg, Yg, Zg) is outside the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) where the passing portion 3 is the base end position of the harvesting object 91 by tilting the end effector 1 at an inclination angle θ. It is set to the position to pass to. Then, the tilt processing unit 67 executes the tilt process when the end effector 1 reaches the target position Pg (Xg, Yg, Zg). That is, the control device 60 moves the end effector 1 from the start point position Ps (Xs, Ys, Zs) to the target position Pg (Xg, Yg, Zg) along the first movement path R1. After that, the control device 60 rotates the end effector 1 around the rotation axis Ax at the target position Pg (Xg, Yg, Zg), and makes the passing portion 3 the base end position Pt (Xt, Yt) of the harvesting object 91. , Zt) outside, in this case, above.

これによれば、制御装置60は、エンドエフェクタ1が目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)に到達した後に傾け処理を実行するため、例えば傾け処理を実行するタイミングが早過ぎることによりエンドエフェクタ1を傾ける際にエンドエフェクタ1が収穫対象物91に接触してしまうことを抑制することができる。これにより、エンドエフェクタ1が収穫対象物91に干渉することを抑制しつつ、エンドエフェクタ1の通過部3に収穫対象物91を確実に通すことができる。その結果、収穫対象物91が傷つくことを効果的に抑制することができる。 According to this, since the control device 60 executes the tilting process after the end effector 1 reaches the target position Pg (Xg, Yg, Zg), for example, the timing of executing the tilting process is too early, so that the end effector 1 is executed. It is possible to prevent the end effector 1 from coming into contact with the harvesting object 91 when tilting. As a result, the harvesting object 91 can be reliably passed through the passing portion 3 of the end effector 1 while suppressing the end effector 1 from interfering with the harvesting object 91. As a result, it is possible to effectively prevent the harvesting object 91 from being damaged.

また、位置情報特定処理部62は、位置特定処理において、収穫対象物91と繋がっている果柄93の位置情報を用いることなく収穫対象物91の位置を特定する。すなわち、制御装置60は、視覚装置51からの視覚情報に基づいてロボットアーム52を動作させる際に、果柄93を認識する処理は行わない。すなわち、エンドエフェクタ1を用いることで、果柄93を視覚的に認識する処理を行うことなく、果柄93を正確に切断することができる。 Further, the position information specifying processing unit 62 specifies the position of the harvesting object 91 in the position specifying process without using the position information of the peduncle 93 connected to the harvesting object 91. That is, the control device 60 does not perform the process of recognizing the fruit pattern 93 when operating the robot arm 52 based on the visual information from the visual device 51. That is, by using the end effector 1, the peduncle 93 can be accurately cut without performing the process of visually recognizing the peduncle 93.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態について図34を参照して説明する。
第2実施形態の農作物収穫システム50は、上記第1実施形態に対して、傾け角度設定処理部63で実行される傾け角度設定処理の内容、すなわち図20のステップS16における処理内容が異なる。本実施形態の場合、傾け角度設定処理は、視覚装置51で取得した視覚情報に基づいて傾け角度θを設定する処理を含んでいる。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described with reference to FIG. 34.
The crop harvesting system 50 of the second embodiment differs from the first embodiment in the content of the tilt angle setting process executed by the tilt angle setting processing unit 63, that is, the processing content in step S16 of FIG. In the case of the present embodiment, the tilt angle setting process includes a process of setting the tilt angle θ based on the visual information acquired by the visual device 51.

すなわち、例えばビニールハウスで育てられるミニトマト等は、その主茎92の先端部がビニールハウスの天井付近に配置されたレールに吊り下げられていることから、主茎92は、地面から天井付近へ向かって斜め上方に傾斜するように伸びている。この場合、主茎92の根本に過大な負荷をかけないようにするため、主茎92全体のうち地面付近はたわませている。このため、主茎92の角度は、地表付近は小さく、上方へ行くほど大きくなる傾向がある。つまり、主茎92の角度は、その主茎92の高さ位置と相関性を有して変化する。換言すれば、主茎92の角度は、収穫対象物91の基端位置である上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)と相関性を有する。 That is, for example, in a mini tomato grown in a greenhouse, the tip of the main stem 92 is hung on a rail arranged near the ceiling of the vinyl house, so that the main stem 92 moves from the ground to the ceiling. It extends diagonally upward. In this case, in order not to apply an excessive load to the root of the main stem 92, the vicinity of the ground in the entire main stem 92 is bent. Therefore, the angle of the main stem 92 tends to be small near the ground surface and increase toward the upper side. That is, the angle of the main stem 92 changes in correlation with the height position of the main stem 92. In other words, the angle of the main stem 92 correlates with the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) which is the base end position of the harvesting object 91.

そこで、本実施形態において、記憶領域602は、図34に示すように、収穫対象物91の高さ位置と、その高さ位置における傾け角度θとを示すデータテーブルを記憶している。この場合、収穫対象物91の高さ位置は、収穫対象物91の基端位置つまり上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)とすることができる。なお、収穫対象物91の先端位置つまり下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)や主茎92の高さ位置から収穫対象物91の高さ位置を推定しても良い。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 34, the storage area 602 stores a data table showing the height position of the harvesting object 91 and the tilt angle θ at the height position. In this case, the height position of the harvesting object 91 can be the base end position of the harvesting object 91, that is, the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt). The height position of the harvesting object 91 may be estimated from the tip position of the harvesting object 91, that is, the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) or the height position of the main stem 92.

図34に示すデータテーブルは、図16等に示すように、主茎92が右肩上がりに延びたものについてのデータテーブルである。この場合、図34に示すデータテーブルは、複数の主茎92のサンプルについて上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)と主茎92の角度を測定して、例えば統計処理等を行うことによって上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)と主茎92の角度との相関関係を特定し、その相関関係に基づいて上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)と傾け角度θとの関係を設定したものである。 As shown in FIG. 16 and the like, the data table shown in FIG. 34 is a data table in which the main stem 92 extends upward to the right. In this case, the data table shown in FIG. 34 measures the angle between the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) and the main stem 92 for a plurality of samples of the main stem 92, and performs statistical processing, for example, to perform the upper end position. The correlation between Pt (Xt, Yt, Zt) and the angle of the main stem 92 is specified, and the relationship between the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) and the tilt angle θ is set based on the correlation. is there.

そして、傾け角度設定処理は、視覚装置51で取得した視覚情報から収穫対象物91の高さ位置、この場合、収穫対象物91の基端位置である上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)を特定し、傾け角度θを、その特定した収穫対象物91の高さ位置Pt(Xt、Yt、Zt)に対応する傾け角度に設定する処理を含んでいる。 Then, the tilt angle setting process determines the height position of the harvesting object 91, in this case, the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) which is the base end position of the harvesting object 91 from the visual information acquired by the visual device 51. It includes a process of specifying and setting the tilt angle θ to the tilt angle corresponding to the height position Pt (Xt, Yt, Zt) of the specified harvesting object 91.

これによれば、制御装置60は、傾け角度設定処理部63による傾け角度設定処理の実行によって、傾け角度θを主茎92の実際の傾き角度に極力合わせた値に設定することができる。そのため、農作物収穫システム50は、果柄93を切断する位置までエンドエフェクタ1を移動させる際に、エンドエフェクタ1を主茎92の傾きにより精密に沿わせることができる。これにより、エンドエフェクタ1を用いて収穫対象物91を収穫する際に、エンドエフェクタ1が主茎92や枝に無理な力が加えてしまい主茎92や枝を折り曲げて傷つけたり切断してしまったりすることをより効果的に抑制することができ、その結果、更に安全に収穫作業を行うことができる。 According to this, the control device 60 can set the tilt angle θ to a value that matches the actual tilt angle of the main stem 92 as much as possible by executing the tilt angle setting process by the tilt angle setting processing unit 63. Therefore, the crop harvesting system 50 can precisely align the end effector 1 with the inclination of the main stem 92 when moving the end effector 1 to a position where the peduncle 93 is cut. As a result, when the harvesting object 91 is harvested using the end effector 1, the end effector 1 applies an unreasonable force to the main stem 92 and the branches, and the main stem 92 and the branches are bent and damaged or cut. It is possible to suppress the stagnation more effectively, and as a result, the harvesting work can be performed more safely.

更に、本実施形態において、傾け角度設定処理は、図34に示すデータテーブルから傾け角度θを特定する際に、収穫対象物91の基端位置である上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)を用いる。この上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)は、位置情報特定処理部62による位置特定処理によって特定される情報を流用することができるため、傾け角度設定処理のために新たな画像処理等を行う必要がない。そのため、本実施形態によれば、傾け角度設定処理のために制御負荷を低減することができる。 Further, in the present embodiment, in the tilt angle setting process, when the tilt angle θ is specified from the data table shown in FIG. 34, the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) which is the base end position of the harvesting object 91 is set. Use. Since the information specified by the position specifying process by the position information specifying processing unit 62 can be diverted to the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt), new image processing or the like is performed for the tilt angle setting process. No need. Therefore, according to the present embodiment, the control load can be reduced for the tilt angle setting process.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態について図35〜図37を参照して説明する。
第3実施形態の農作物収穫システム50は、上記各実施形態に対して、傾け角度設定処理部63で実行される傾け角度設定処理の内容、すなわち図20のステップS16における処理内容が異なる。本実施形態も、上記第2実施形態と同様に、傾け角度設定処理は、視覚装置51で取得した視覚情報に基づいて傾け角度θを設定する処理を含んでいる。
(Third Embodiment)
Next, the third embodiment will be described with reference to FIGS. 35 to 37.
The crop harvesting system 50 of the third embodiment differs from each of the above embodiments in the content of the tilt angle setting process executed by the tilt angle setting processing unit 63, that is, the processing content in step S16 of FIG. Similar to the second embodiment, the tilt angle setting process also includes a process of setting the tilt angle θ based on the visual information acquired by the visual device 51.

すなわち、本実施形態の傾け角度設定処理は、視覚装置51で取得した視覚情報から主茎92や枝の形状を抽出し、その抽出した主茎92や枝の形状に対してパターンマッチング処理又は線のフィッティング処理を行うことで傾け角度θを設定する処理を含んでいる。つまり、本実施形態の傾け角度設定処理部63は、視覚装置51で取得した視覚情報から主茎92や枝の形状を抽出し、その抽出した主茎92や枝の形状の情報に画像処理を施すことで、主茎92や枝の実際の角度を取得する。そして、傾け角度設定処理部63は、その取得した主茎92や枝の実際の角度に合わせて、傾け処理に用いる傾け角度θを設定する。 That is, in the tilt angle setting process of the present embodiment, the shape of the main stem 92 or the branch is extracted from the visual information acquired by the visual device 51, and the pattern matching process or the line is performed on the extracted shape of the main stem 92 or the branch. It includes a process of setting the tilt angle θ by performing the fitting process of. That is, the tilt angle setting processing unit 63 of the present embodiment extracts the shapes of the main stem 92 and the branches from the visual information acquired by the visual device 51, and performs image processing on the extracted information on the shapes of the main stem 92 and the branches. By applying, the actual angle of the main stem 92 and the branch is obtained. Then, the tilt angle setting processing unit 63 sets the tilt angle θ used for the tilt process according to the actual angles of the acquired main stem 92 and branches.

図35及び図36は、パターンマッチング処理の一例を概念的に示すものである。この場合、記憶領域602は、図35に示すように、基準画像94を予め記憶している。基準画像94は、主茎92や枝の実際の角度を取得するための基準となるもので、例えば複数の主茎92の外形形状を平均化し、水平方向へ伸びるように配置したものである。傾け角度設定処理部63は、図35に示すように、視覚装置51で取得した視覚情報、点群データと色データとから、収穫対象物91を基準とした特定範囲における主茎92や枝の形状を基準画像94として抽出する。次に、傾け角度設定処理部63は、図36に示すように、水平方向へ伸びるように設定された基準画像94を回転させて、主茎92等の形状と基準画像94との一致率が最も高くなるときの基準画像94の回転角度を算出する。そして、傾け角度設定処理部63は、その算出した回転角度を、その収穫対象物91に対応した主茎92や枝の角度として傾け角度θに設定する。 35 and 36 conceptually show an example of pattern matching processing. In this case, as shown in FIG. 35, the storage area 602 stores the reference image 94 in advance. The reference image 94 serves as a reference for acquiring the actual angles of the main stem 92 and the branches. For example, the outer shapes of the plurality of main stems 92 are averaged and arranged so as to extend in the horizontal direction. As shown in FIG. 35, the tilt angle setting processing unit 63 uses the visual information, the point group data, and the color data acquired by the visual device 51 to obtain the main stem 92 and branches in a specific range based on the harvest object 91. The shape is extracted as the reference image 94. Next, as shown in FIG. 36, the tilt angle setting processing unit 63 rotates the reference image 94 set to extend in the horizontal direction, and the matching rate between the shape of the main stem 92 and the like and the reference image 94 is adjusted. The rotation angle of the reference image 94 when it becomes the highest is calculated. Then, the tilt angle setting processing unit 63 sets the calculated rotation angle to the tilt angle θ as the angle of the main stem 92 or the branch corresponding to the harvesting object 91.

また、図37は、直線又は曲線のフィッティング処理の一例を概念的に示すものである。この場合、傾け角度設定処理部63は、図37に示すように、視覚装置51で取得した視覚情報、例えば点群データと色データとから主茎92や枝の形状を抽出する。そして、傾け角度設定処理部63は、主茎92等の形状を構成する点群データから例えば最小二乗法等を用いて回帰直線又は回帰曲線の回帰式Yを算出する。次に、傾け角度設定処理部63は、算出した回帰式Yに例えば収穫対象物91の上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)を代入することで、その収穫対象物91に対応した主茎92や枝の角度を算出し、その算出した角度を傾け角度θに設定する。 Further, FIG. 37 conceptually shows an example of a straight line or curve fitting process. In this case, as shown in FIG. 37, the tilt angle setting processing unit 63 extracts the shapes of the main stem 92 and the branches from the visual information acquired by the visual device 51, for example, the point cloud data and the color data. Then, the tilt angle setting processing unit 63 calculates the regression equation Y of the regression line or the regression curve from the point cloud data constituting the shape of the main stem 92 or the like by using, for example, the least squares method. Next, the tilt angle setting processing unit 63 substitutes, for example, the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) of the harvest target 91 into the calculated regression equation Y, so that the main stem 92 corresponding to the harvest target 91 The angle of the branch and the branch is calculated, and the calculated angle is set to the tilt angle θ.

これによれば、制御装置60は、傾け角度設定処理部63による傾け角度設定処理の実行によって、傾け角度θを主茎92の実際の傾き角度に更に精密に合わせた値に設定することができる。そのため、農作物収穫システム50は、果柄93を切断する位置までエンドエフェクタ1を移動させる際に、エンドエフェクタ1を主茎92の傾きに更に精密に沿わせることができる。これにより、エンドエフェクタ1を用いて収穫対象物91を収穫する際に、エンドエフェクタ1が主茎92や枝に無理な力を加えてしまい主茎92や枝を折り曲げて傷つけたり切断してしまったりすることを更に効果的に抑制することができ、その結果、極めて安全に収穫作業を行うことができる。 According to this, the control device 60 can set the tilt angle θ to a value more precisely adjusted to the actual tilt angle of the main stem 92 by executing the tilt angle setting process by the tilt angle setting processing unit 63. .. Therefore, the crop harvesting system 50 can more precisely align the end effector 1 with the inclination of the main stem 92 when moving the end effector 1 to the position where the peduncle 93 is cut. As a result, when the harvesting object 91 is harvested using the end effector 1, the end effector 1 exerts an unreasonable force on the main stem 92 and the branches, and the main stem 92 and the branches are bent to be damaged or cut. The stagnation can be suppressed more effectively, and as a result, the harvesting work can be carried out extremely safely.

(第4実施形態)
次に、第4実施形態について図38〜図44を参照して説明する。
第4実施形態の農作物収穫システム50は、上記各実施形態に対して、移動経路生成処理において生成する移動経路の具体的内容、傾け角度θの決定方法、及び傾け処理を実行するタイミングが、上記各実施形態と異なる。
(Fourth Embodiment)
Next, the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 38 to 44.
In the crop harvesting system 50 of the fourth embodiment, the specific contents of the movement route generated in the movement route generation processing, the method of determining the tilt angle θ, and the timing of executing the tilt processing are described for each of the above embodiments. Different from each embodiment.

本実施形態の移動経路生成処理部64は、移動経路生成処理の実行により移動経路Rを生成する。移動経路Rは、図38に示すように、始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)から、収穫対象物91の下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)及び上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)を通り終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)に至るまでのエンドエフェクタ1の移動経路である。このため、移動処理部66における移動処理は、収穫対象物の上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の外方に設定された終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)を目指して、移動経路Rに沿ってエンドエフェクタ1を移動させる処理を含む。 The movement route generation processing unit 64 of the present embodiment generates the movement route R by executing the movement route generation processing. As shown in FIG. 38, the movement path R is from the start point position Ps (Xs, Ys, Zs) to the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) and the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) of the harvesting object 91. It is a movement path of the end effector 1 from the above to the end point position Pe (Xe, Ye, Ze). Therefore, in the moving process in the moving processing unit 66, the moving path R is aimed at the end point position Pe (Xe, Ye, Ze) set outside the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) of the harvested object. The process of moving the end effector 1 along the above is included.

この場合、位置情報特定処理部62は、収穫対象物91の下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)から上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)までの途中の位置である中間位置Ph(Xh、Yh、Zh)を特定し、その中間位置Ph(Xh、Yh、Zh)を通るように移動経路Rを生成することができる。この場合、移動経路Rは、Z方向に隣接する各位置、すなわち、始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)と、下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)と、中間位置Ph(X、Y、Z)と、上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)と、終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)と、を順に直線で繋いだ経路となる。 In this case, the position information specifying processing unit 62 is in the middle position Ph (Xh, Xh,) which is an intermediate position from the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) of the harvesting object 91 to the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt). Yh, Zh) can be specified, and the movement path R can be generated so as to pass through the intermediate position Ph (Xh, Yh, Zh). In this case, the movement path R is the positions adjacent to each other in the Z direction, that is, the start point position Ps (Xs, Ys, Zs), the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb), and the intermediate position Ph (X, Y, Z), the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt), and the end point position Pe (Xe, Ye, Ze) are connected in order by a straight line.

位置情報特定処理部62は、例えば下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)と上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)とのZ方向の中間位置の座標を、中間位置Ph(Xh、Yh、Zh)として取得する。この場合、中間位置Ph(Xh、Yh、Zh)のZ値は、下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)のZ値と上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)のZ値と平均値、すなわち、Ph(Z)=(下端位置Pb(Z)+上端位置Pt(Z))/2となる。また、中間位置Ph(Xh、Yh、Zh)のX値及びY値は、Ph(Z)と同じZ値を持つ点群データのX値及びY値の平均値となる。なお、中間位置Ph(Xh、Yh、Zh)を複数設定することもできる。この場合、中間位置Phの数をN個とし、下端位置Pb(Z)からの中間位置Phの個数をiとすると、i個目の中間位置Ph_i(Z)は次の式2で表すことができる。
Ph_i(Z)=((Pt(Z)-Pb(Z))/(N+1))×i+Pb(Z)・・・(式2)
The position information specifying processing unit 62 sets the coordinates of the intermediate position in the Z direction between the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) and the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt), for example, as the intermediate position Ph (Xh, Yh, Zh). ). In this case, the Z value of the intermediate position Ph (Xh, Yh, Zh) is the Z value of the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) and the Z value of the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt), that is, the average value. , Ph (Z) = (lower end position Pb (Z) + upper end position Pt (Z)) / 2. Further, the X and Y values of the intermediate positions Ph (Xh, Yh, Zh) are the average values of the X and Y values of the point cloud data having the same Z value as Ph (Z). It is also possible to set a plurality of intermediate positions Ph (Xh, Yh, Zh). In this case, assuming that the number of intermediate positions Ph is N and the number of intermediate positions Ph from the lower end position Pb (Z) is i, the i-th intermediate position Ph_i (Z) can be expressed by the following equation 2. it can.
Ph_i (Z) = ((Pt (Z) -Pb (Z)) / (N + 1)) × i + Pb (Z) ・ ・ ・ (Equation 2)

また、本実施形態の農作物収穫システム50は、図39に示すように、上記各実施形態の傾け角度設定処理部63に換えて、回転軸側接触検出部72及び反回転軸側接触検出部73を備えている。接触検出部72、73は、いずれもエンドエフェクタ1に対する物体の接触を検出する機能を有している。 Further, as shown in FIG. 39, the crop harvesting system 50 of the present embodiment replaces the tilt angle setting processing unit 63 of each of the above embodiments with the rotating shaft side contact detecting unit 72 and the anti-rotating shaft side contact detecting unit 73. It has. Both the contact detection units 72 and 73 have a function of detecting the contact of an object with the end effector 1.

この場合、回転軸側接触検出部72は、図40に示すように、エンドエフェクタ1に対して上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)側から先端位置Pb(Xb、Yb、Zb)側へ向かう力、換言すれば、移動処理によって移動経路Rに沿って移動する際とは逆方向への力、この場合、下方へ向かう力であって、エンドエフェクタ1のうち回転軸Ax側部分に作用する力Lfを検出することにより、エンドエフェクタ1のうち回転軸Ax側部分に対する物体の接触を検出する機能を有する。 In this case, as shown in FIG. 40, the rotation shaft side contact detection unit 72 goes from the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) side to the tip position Pb (Xb, Yb, Zb) side with respect to the end effector 1. A force, in other words, a force in the direction opposite to that when moving along the movement path R by the movement process, in this case, a downward force, which acts on the rotation axis Ax side portion of the end effector 1. By detecting the force Lf, it has a function of detecting the contact of an object with the portion of the end effector 1 on the Ax side of the rotation axis.

また、反回転軸側接触検出部73は、エンドエフェクタ1に対して上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)側から先端位置Pb(Xb、Yb、Zb)側へ向かう力、換言すれば、移動処理によって移動経路Rに沿って移動する際とは逆方向への力、この場合、下方へ向かう力であって、エンドエフェクタ1のうち回転軸Axとは反対側部分に作用する力Rfを検出することにより、エンドエフェクタ1のうち回転軸Axとは反対側部分に対する物体の接触を検出する機能を有する。 Further, the counter-rotating shaft side contact detection unit 73 moves the force from the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) side to the tip position Pb (Xb, Yb, Zb) side with respect to the end effector 1, in other words, the movement. Detects the force Rf acting on the end effector 1 on the side opposite to the rotation axis Ax, which is the force in the direction opposite to that when moving along the movement path R by the processing, in this case, the downward force. By doing so, it has a function of detecting the contact of an object with the portion of the end effector 1 opposite to the rotation axis Ax.

なお、本実施形態において、エンドエフェクタ1のうち回転軸Ax側部分は、移動部材20を構成する環状部材21のうち、図40に示すように向かって左側の回転部材22が取り付けられている部分とすることができる。また、エンドエフェクタ1のうち回転軸Axとは反対側部分は、移動部材20を構成する環状部材21のうち、図40に示すように向かって右側の回転部材22が取り付けられている部分とすることができる。 In the present embodiment, the rotary shaft Ax side portion of the end effector 1 is a portion of the annular member 21 constituting the moving member 20 to which the rotary member 22 on the left side is attached as shown in FIG. 40. Can be. Further, the portion of the end effector 1 opposite to the rotating shaft Ax is the portion of the annular member 21 constituting the moving member 20 to which the rotating member 22 on the right side is attached as shown in FIG. 40. be able to.

ちなみに、主茎92の傾き角度が逆になれば、回転軸Ax側部分と、回転軸Axとは反対側部分との関係も逆になる。すなわち、主茎92の傾きが左肩上がりである場合、回転軸Axは、エンドエフェクタ1のうち図40の右側部分に設定される。この場合、エンドエフェクタ1における回転軸Ax側部分は、図40の右側部分となり、回転軸Ax側とは反対部分は、図40の左側部分となる。 Incidentally, if the inclination angle of the main stem 92 is reversed, the relationship between the portion on the rotation axis Ax side and the portion on the side opposite to the rotation axis Ax is also reversed. That is, when the inclination of the main stem 92 is upward to the left, the rotation axis Ax is set on the right side portion of FIG. 40 in the end effector 1. In this case, the rotation shaft Ax side portion of the end effector 1 is the right side portion of FIG. 40, and the portion opposite to the rotation shaft Ax side is the left side portion of FIG. 40.

接触検出部72、73は、例えばエンドエフェクタ1に作用する回転方向の力を検出するためのトルクセンサ等で構成することができる。この場合、接触検出部72、73は、いずれもロボットアーム52又はロボットアーム制御部521の一機能、つまりロボットアーム52又はロボットアーム制御部521に付随した機能として構成することができる。 The contact detection units 72 and 73 can be composed of, for example, a torque sensor for detecting a force in the rotational direction acting on the end effector 1. In this case, each of the contact detection units 72 and 73 can be configured as one function of the robot arm 52 or the robot arm control unit 521, that is, a function associated with the robot arm 52 or the robot arm control unit 521.

また、接触検出部72、73は、エンドエフェクタ1の例えば回転部材22部分に例えば接触センサや圧力センサ等を取り付け、この接触センサや圧力センサによってエンドエフェクタ1に何らかの物体が接触したことを直接的に検出する構成であっても良い。この場合、接触検出部72、73は、エンドエフェクタ1又はエンドエフェクタ制御部4の一機能、つまりエンドエフェクタ1又はエンドエフェクタ制御部4に付随した機能として構成することができる。なお、接触検出部72、73は、ロボットアーム52やロボットアーム制御部521、及びエンドエフェクタ1やエンドエフェクタ制御部4とは独立した装置として構成することもできる。 Further, the contact detection units 72 and 73 attach, for example, a contact sensor or a pressure sensor to, for example, the rotating member 22 portion of the end effector 1, and directly indicate that some object has come into contact with the end effector 1 by the contact sensor or the pressure sensor. It may be configured to detect. In this case, the contact detection units 72 and 73 can be configured as one function of the end effector 1 or the end effector control unit 4, that is, a function associated with the end effector 1 or the end effector control unit 4. The contact detection units 72 and 73 can also be configured as a device independent of the robot arm 52, the robot arm control unit 521, and the end effector 1 and the end effector control unit 4.

そして、上記構成において、回転軸側接触検出部72は、例えばエンドエフェクタ1が移動処理中にロボットアーム52の各軸を駆動するモータの駆動力以外によってエンドエフェクタ1に作用する力Lfを検出した場合に、エンドエフェクタ1のうち回転軸Ax側部分に何らかの物体が接触したと判断する。また、反回転軸側接触検出部73は、例えばエンドエフェクタ1が傾け処理中にロボットアーム52の各軸を駆動するモータの駆動力以外によってエンドエフェクタ1に作用する力Rfを検出した場合に、エンドエフェクタ1のうち回転軸Axとは反対側部分に何らかの物体が接触したと判断する。 Then, in the above configuration, the rotary shaft side contact detection unit 72 detects a force Lf acting on the end effector 1 by a force other than the driving force of the motor that drives each axis of the robot arm 52 during the movement process of the end effector 1, for example. In this case, it is determined that some object has come into contact with the portion of the end effector 1 on the Ax side of the rotation axis. Further, when the counter-rotating shaft side contact detection unit 73 detects, for example, a force Rf acting on the end effector 1 by a force other than the driving force of the motor that drives each axis of the robot arm 52 during the tilting process, the end effector 1 detects the force Rf. It is determined that some object has come into contact with the portion of the end effector 1 opposite to the rotation axis Ax.

また、制御装置60は、回転軸側接触検出部72の検出結果に基づいて、傾け処理部67により傾け処理を開始するタイミングを決定する。すなわち、制御装置60は、移動処理によってエンドエフェクタ1を移動経路Rに沿って終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)まで移動させている際中に回転軸側接触検出部72による物体の接触を検出した場合に、傾け処理部67による傾け処理を開始する。この場合、制御装置60は、移動処理によってエンドエフェクタ1を移動経路Rに沿って終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)まで移動させている際中に回転軸側接触検出部72による物体の接触が検出されなかった場合には、傾け処理部67による傾け処理を実行しない。 Further, the control device 60 determines the timing at which the tilt processing unit 67 starts the tilt processing based on the detection result of the rotation shaft side contact detection unit 72. That is, while the control device 60 is moving the end effector 1 along the movement path R to the end point position Pe (Xe, Ye, Ze) by the movement process, the control device 60 makes contact with the object by the rotation axis side contact detection unit 72. When it is detected, the tilting process by the tilting processing unit 67 is started. In this case, the control device 60 makes contact with the object by the rotation axis side contact detection unit 72 while the end effector 1 is being moved to the end point position Pe (Xe, Ye, Ze) along the movement path R by the movement process. If is not detected, the tilting process by the tilting processing unit 67 is not executed.

また、制御装置60は、反回転軸側接触検出部73の検出結果に基づいて、傾け処理部67により傾け処理による傾け角度θを決定する。すなわち、制御装置60は、傾け処理部67による傾け処理の実行しエンドエフェクタ1を傾ける動作を行っている際中に、反回転軸側接触検出部73により物体の接触を検知した場合に、傾け処理を終了し、これにより、傾け角度θを決定する。すなわち、制御装置60は、傾け処理部67による傾け処理を開始した後は、反回転軸側接触検出部73により物体の接触を検知するまでエンドエフェクタ1を傾け続け、反回転軸側接触検出部73により物体の接触を検知した場合にエンドエフェクタ1を傾ける動作を停止する。 Further, the control device 60 determines the tilt angle θ by the tilt process by the tilt process unit 67 based on the detection result of the counter-rotating shaft side contact detection unit 73. That is, when the control device 60 detects the contact of an object by the counter-rotating shaft side contact detecting unit 73 while the tilting processing unit 67 executes the tilting process and tilts the end effector 1, the control device 60 tilts. The process is completed, thereby determining the tilt angle θ. That is, after the tilting process by the tilting processing unit 67 is started, the control device 60 continues to tilt the end effector 1 until the anti-rotating shaft side contact detecting unit 73 detects the contact of an object, and the anti-rotating shaft side contact detecting unit When the contact of an object is detected by 73, the operation of tilting the end effector 1 is stopped.

次に、図41も参照して制御装置60が実行する制御内容について説明する。この場合、図41のステップS32、S33は移動処理の一例である。また、ステップS34〜S36は、傾け処理の一例である。なお、図41のフローチャートにおいて、ステップS22以降の処理は図20のステップS23〜S27と同様であり、その記載を省略している。 Next, the control contents executed by the control device 60 will be described with reference to FIG. 41. In this case, steps S32 and S33 in FIG. 41 are examples of the movement process. Further, steps S34 to S36 are examples of the tilting process. In the flowchart of FIG. 41, the processes after step S22 are the same as those of steps S23 to S27 of FIG. 20, and the description thereof is omitted.

制御装置60は、上記第1実施形態と同様に、ステップS11〜S16を実行する。その後、制御装置60は、ステップS31において移動経路生成処理を実行し、移動経路Rを生成する。その後、制御装置60は、上記第1実施形態と同様にステップS19において接近処理を行う。 The control device 60 executes steps S11 to S16 in the same manner as in the first embodiment. After that, the control device 60 executes the movement route generation process in step S31 to generate the movement route R. After that, the control device 60 performs the approach process in step S19 in the same manner as in the first embodiment.

次に、制御装置60は、ステップS32において、移動処理を実行し、図42及び図43に示すように、終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)を目指した移動経路Rに沿ったエンドエフェクタ1の移動を開始する。次に、制御装置60は、ステップS33において、回転軸側接触検出部72の検出結果に基づき、エンドエフェクタ1の回転軸Ax側部分に対する物体の接触すなわち主茎92の接触の有無を判断する。エンドエフェクタ1の回転軸Ax側部分に対する物体の接触が検出されていない場合(ステップS33でNO)、制御装置60は、移動処理を継続、つまりエンドエフェクタ1の移動経路Rに沿った移動を継続する。 Next, the control device 60 executes the movement process in step S32, and as shown in FIGS. 42 and 43, the end effector 1 along the movement path R aimed at the end point position Pe (Xe, Ye, Ze). Start moving. Next, in step S33, the control device 60 determines whether or not an object is in contact with the rotation shaft Ax side portion of the end effector 1, that is, the main stem 92 is in contact, based on the detection result of the rotation shaft side contact detection unit 72. When the contact of the object with the rotation axis Ax side portion of the end effector 1 is not detected (NO in step S33), the control device 60 continues the movement process, that is, continues the movement along the movement path R of the end effector 1. To do.

一方、エンドエフェクタ1の回転軸Ax側部分に対する物体の接触が検出された場合(ステップS33でYES)、制御装置60は、図43に示すように、移動処理を停止、つまりエンドエフェクタ1の移動経路Rに沿った移動を停止し、ステップS34へ処理を移行させる。そして、制御装置60は、ステップS34において、傾け処理部67により傾け処理を開始し、図43及び図44に示すように、回転軸Axを中心にして、エンドエフェクタ1における回転軸Axとは反対側部分が主茎92に近づくように、エンドエフェクタ1を傾ける動作を開始する。 On the other hand, when the contact of the object with the rotation axis Ax side portion of the end effector 1 is detected (YES in step S33), the control device 60 stops the movement process, that is, the movement of the end effector 1 as shown in FIG. 43. The movement along the route R is stopped, and the process shifts to step S34. Then, in step S34, the control device 60 starts the tilting process by the tilting processing unit 67, and as shown in FIGS. 43 and 44, is centered on the rotation axis Ax and is opposite to the rotation axis Ax in the end effector 1. The operation of tilting the end effector 1 is started so that the side portion approaches the main stem 92.

次に、制御装置60は、ステップS35において、反回転軸側接触検出部73の検出結果に基づき、エンドエフェクタ1の回転軸Axとは反対側部分に対する物体の接触すなわち主茎92の接触の有無を判断する。エンドエフェクタ1の回転軸Axとは反対側部分に対する物体の接触が検出されていない場合(ステップS35でNO)、制御装置60は、傾け処理を継続、つまりエンドエフェクタ1を傾ける動作を継続する。 Next, in step S35, the control device 60 has or does not have contact with an object, that is, contact with the main stem 92 with respect to a portion of the end effector 1 opposite to the rotation axis Ax, based on the detection result of the anti-rotation axis side contact detection unit 73. To judge. When the contact of the object with the portion of the end effector 1 opposite to the rotation axis Ax is not detected (NO in step S35), the control device 60 continues the tilting process, that is, the operation of tilting the end effector 1.

一方、エンドエフェクタ1の回転軸Axとは反対側部分に対する物体の接触が検出された場合(ステップS35でYES)、制御装置60は、ステップS36へ処理を移行する。そして、制御装置60は、ステップS36において、傾け処理を停止、つまりエンドエフェクタ1を傾ける動作を停止する。その後、制御装置60は、上記第1実施形態と同様に、ステップS22以降の処理を実行し、果柄93の切断等を行って収穫対象物91を収穫する。 On the other hand, when the contact of the object with the portion of the end effector 1 opposite to the rotation axis Ax is detected (YES in step S35), the control device 60 shifts the process to step S36. Then, in step S36, the control device 60 stops the tilting process, that is, stops the operation of tilting the end effector 1. After that, the control device 60 executes the processes after step S22 in the same manner as in the first embodiment, cuts the peduncle 93, and harvests the harvested object 91.

この第4実施形態によれば、農作物収穫システム50は、回転軸側接触検出部72を更に備える。回転軸側接触検出部72は、傾け処理におけるエンドエフェクタ1の回転軸Ax側部分に対する物体の接触を検出可能である。また、移動処理は、収穫対象物91の基端位置である上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)の外方に設定された終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)を目指してエンドエフェクタ1を移動させる処理を含む。そして、傾け処理部67は、移動処理により終点位置Pe(Xe、Ye、Ze)を目指してエンドエフェクタ1を移動させている際中に回転軸側接触検出部72により物体の接触を検知した場合に傾け処理を開始する。 According to the fourth embodiment, the crop harvesting system 50 further includes a rotation shaft side contact detection unit 72. The rotation shaft side contact detection unit 72 can detect the contact of an object with the rotation shaft Ax side portion of the end effector 1 in the tilting process. Further, in the moving process, the end effector 1 is moved toward the end point position Pe (Xe, Ye, Ze) set outside the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) which is the base end position of the harvesting object 91. Includes the process of moving. Then, when the tilt processing unit 67 detects the contact of an object by the rotation shaft side contact detection unit 72 while the end effector 1 is being moved toward the end point position Pe (Xe, Ye, Ze) by the movement process. Tilt to and start processing.

すなわち、例えば移動処理の実行によってエンドエフェクタ1を移動経路Rに沿って移動させている際中にエンドエフェクタ1が主茎92等に実際に接触した場合でも、その移動処理による動作が継続されてしまうと、主茎92等に対してエンドエフェクタ1が力を加え続けてしまい、ひどい場合には主茎92等を傷つけてしまうおそれがある。 That is, for example, even if the end effector 1 actually comes into contact with the main stem 92 or the like while the end effector 1 is being moved along the movement path R by executing the movement processing, the operation by the movement processing is continued. If this happens, the end effector 1 will continue to apply force to the main stem 92 and the like, and in severe cases, the main stem 92 and the like may be damaged.

一方、本実施形態によれば、移動処理の実行によってエンドエフェクタ1を移動させている際中に、エンドエフェクタ1が主茎92等に実際に接触した場合には、移動経路Rに沿ったエンドエフェクタ1の移動を停止することができる。これにより、移動処理の実行によってエンドエフェクタ1を移動させている際中にエンドエフェクタ1が主茎92等に実際に接触した場合に、その移動処理によるエンドエフェクタ1の移動が継続してしまうことを防止できる。これにより、主茎92等に対してエンドエフェクタ1が力を加え続けてしまい傷つけてしまうことを更に精度良く抑制することができる。その結果、更に安全に収穫作業を行うことができるという優れた効果を得ることができる。 On the other hand, according to the present embodiment, when the end effector 1 actually comes into contact with the main stem 92 or the like while the end effector 1 is being moved by executing the movement process, the end along the movement path R is reached. The movement of the effector 1 can be stopped. As a result, if the end effector 1 actually comes into contact with the main stem 92 or the like while the end effector 1 is being moved by executing the movement processing, the movement of the end effector 1 by the movement processing will continue. Can be prevented. As a result, it is possible to more accurately prevent the end effector 1 from continuously applying force to the main stem 92 and the like and damaging it. As a result, it is possible to obtain an excellent effect that the harvesting work can be performed more safely.

また、農作物収穫システム50は、反回転軸側接触検出部73を更に備える。反回転軸側接触検出部73は、傾け処理におけるエンドエフェクタ1の回転軸Ax側とは反対側部分に対する物体の接触を検出可能である。そして、傾け処理部67は、傾け処理を実行しエンドエフェクタ1を傾ける動作を行っている際中に反回転軸側接触検出部73により物体の接触を検知した場合に、傾け処理を終了する。 Further, the crop harvesting system 50 further includes a counter-rotating shaft side contact detection unit 73. The counter-rotating shaft side contact detecting unit 73 can detect contact of an object with a portion of the end effector 1 opposite to the rotating shaft Ax side in the tilting process. Then, when the tilt processing unit 67 detects the contact of an object by the anti-rotation shaft side contact detection unit 73 during the operation of tilting the end effector 1 by executing the tilt processing, the tilt processing unit 67 ends the tilt processing.

すなわち、例えば傾け処理の実行によってエンドエフェクタ1を傾けている際中にエンドエフェクタ1が主茎92等に実際に接触した場合でも、その傾け処理による動作が継続されてしまうと、主茎92等に対してエンドエフェクタ1が力を加え続けてしまい、ひどい場合には主茎92等を傷つけてしまうおそれがある。 That is, for example, even if the end effector 1 actually comes into contact with the main stem 92 or the like while the end effector 1 is tilted by executing the tilting process, if the operation by the tilting process is continued, the main stem 92 or the like On the other hand, the end effector 1 continues to apply force, and in the worst case, the main stem 92 or the like may be damaged.

一方、本実施形態によれば、傾け処理の実行によってエンドエフェクタ1を傾けている際中に、エンドエフェクタ1が主茎92等に実際に接触した場合には、エンドエフェクタ1を傾ける動作を停止することができる。これにより、傾け処理の実行によってエンドエフェクタ1を傾けている際中にエンドエフェクタ1が主茎92等に実際に接触した場合に、その傾け処理による動作が継続されてしまうことを防止できる。これにより、主茎92等に対してエンドエフェクタ1が力を加え続けてしまい傷つけてしまうことを更に精度良く抑制することができる。その結果、更に安全に収穫作業を行うことができるという優れた効果を得ることができる。 On the other hand, according to the present embodiment, if the end effector 1 actually comes into contact with the main stem 92 or the like while the end effector 1 is being tilted by executing the tilting process, the operation of tilting the end effector 1 is stopped. can do. As a result, if the end effector 1 actually comes into contact with the main stem 92 or the like while the end effector 1 is tilted by executing the tilting process, it is possible to prevent the operation due to the tilting process from being continued. As a result, it is possible to more accurately prevent the end effector 1 from continuously applying force to the main stem 92 and the like and damaging it. As a result, it is possible to obtain an excellent effect that the harvesting work can be performed more safely.

ここで、例えば収穫対象物91が全体として湾曲形状となっている場合には、収穫対象物91の下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)から上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)まで直線的にエンドエフェクタ1を移動させると、その途中部分においてエンドエフェクタ1が収穫対象物91に接触して収穫対象物91を傷つけてしまうおそれがある。 Here, for example, when the harvesting object 91 has a curved shape as a whole, it is linear from the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) of the harvesting object 91 to the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt). When the end effector 1 is moved to, the end effector 1 may come into contact with the harvesting object 91 in the middle of the movement and damage the harvesting object 91.

そこで、位置情報特定処理部62において実行される位置特定処理は、収穫対象物91の下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)から上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)までの途中の位置である中間位置Ph(X、Y、Z)を特定する処理を更に含んでいる。そして、移動経路生成処理部64において実行される移動経路生成処理は、中間位置Ph(X、Y、Z)を通過するようにエンドエフェクタ1の移動経路Rを生成する処理を更に含んでいる。 Therefore, the position identification process executed by the position information identification processing unit 62 is a position in the middle from the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb) of the harvesting object 91 to the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt). It further includes a process of identifying the intermediate position Ph (X, Y, Z). The movement route generation process executed by the movement route generation processing unit 64 further includes a process of generating the movement path R of the end effector 1 so as to pass through the intermediate positions Ph (X, Y, Z).

これによれば、移動経路Rは、収穫対象物91が全体的に湾曲している場合であっても、収穫対象物91の形状に極力沿ったものとすることができる。すなわち、この農作物収穫システム50によれば、例えば収穫対象物91が全体として曲がっている場合において、エンドエフェクタ1を移動経路Rに沿って果柄93の切断位置まで移動させる際に、エンドエフェクタ1が収穫対象物91に接触して傷つけてしまうことをさらに効果的に抑制することができる。 According to this, the movement path R can be made to follow the shape of the harvesting object 91 as much as possible even when the harvesting object 91 is curved as a whole. That is, according to this crop harvesting system 50, for example, when the harvesting object 91 is bent as a whole, the end effector 1 is moved to the cutting position of the peduncle 93 along the movement path R. Can more effectively prevent the harvesting object 91 from coming into contact with the harvesting object 91 and damaging it.

また、例えばエンドエフェクタ1を移動させる際にエンドエフェクタ1が収穫対象物91に接触する可能性が高い場合、接触した際の衝撃を少なくして収穫対象物91に与える損傷を低減する必要がある。この場合、エンドエフェクタ1の移動速度を遅くする必要があり、その結果、収穫効率が低下してしまうおそれがある。一方、本実施形態によれば、上述した構成により、エンドエフェクタ1を移動させる際にエンドエフェクタ1が収穫対象物91に接触する可能性が低い。そのため、エンドエフェクタ1の移動速度を速くすることができ、その結果、収穫作業の効率をさらに向上させることができる。 Further, for example, when there is a high possibility that the end effector 1 comes into contact with the harvesting object 91 when moving the end effector 1, it is necessary to reduce the impact at the time of contact to reduce the damage to the harvesting object 91. .. In this case, it is necessary to slow down the moving speed of the end effector 1, and as a result, the harvesting efficiency may decrease. On the other hand, according to the present embodiment, it is unlikely that the end effector 1 comes into contact with the harvesting object 91 when the end effector 1 is moved due to the above-described configuration. Therefore, the moving speed of the end effector 1 can be increased, and as a result, the efficiency of the harvesting operation can be further improved.

この場合、移動経路生成処理部64において実行される移動経路生成処理は、下端位置Pb(Xb、Yb、Zb)と中間位置Ph(X、Y、Z)と上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)とを順に直線で繋いで移動経路Rを生成する処理を含む。すなわち、本実施形態において、移動経路Rは、各位置Pb(Xb、Yb、Zb)、Ph(X、Y、Z)、Pt(Xt、Yt、Zt)を順に繋いだ複数の直線で構成されている。 In this case, the movement route generation process executed by the movement route generation processing unit 64 is the lower end position Pb (Xb, Yb, Zb), the intermediate position Ph (X, Y, Z), and the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt). ) Are connected in order with a straight line to generate a movement path R. That is, in the present embodiment, the movement path R is composed of a plurality of straight lines connecting each position Pb (Xb, Yb, Zb), Ph (X, Y, Z), Pt (Xt, Yt, Zt) in this order. ing.

これによれば、例えば移動経路Rを収穫対象物91の湾曲に沿って滑らかな曲線状で生成した場合つまり全軌道を生成した場合に比べて、認識する座標点数を低減することができるため、移動経路Rを生成する際の移動経路生成処理部64の処理負荷を大幅に低減することができる。これにより、移動経路Rを生成する際の処理速度を向上することができる。すなわち、農作物収穫システム50は、収穫対象物91を認識してから移動経路Rを生成しその後、実際にロボットアーム52を動作させるまでの時間を低減することができる。 According to this, for example, the number of coordinate points to be recognized can be reduced as compared with the case where the movement path R is generated in a smooth curved shape along the curve of the harvesting object 91, that is, when the entire orbit is generated. The processing load of the movement route generation processing unit 64 when generating the movement route R can be significantly reduced. Thereby, the processing speed at the time of generating the movement path R can be improved. That is, the crop harvesting system 50 can reduce the time from recognizing the harvesting object 91 to generating the movement path R and then actually operating the robot arm 52.

さらにはこの場合、移動経路Rを滑らかな曲線で生成した場合に比べて、移動経路Rを各位置Pb(Xb、Yb、Zb)、Ph(X、Y、Z)、Pt(Xt、Yt、Zt)を順に繋いだ複数の直線で生成した方が、エンドエフェクタ1の移動距離を短くすることができる。そのため、本実施形態によれば、エンドエフェクタ1を果柄93の切断可能な位置に移動させるまでの時間つまりロボットアーム52の動作時間も短縮することができる。これらの結果、農作物収穫システム50の動作速度を向上や動作期間の短縮を図ることができ、ひいては収穫作業の速度を向上させることができる。 Further, in this case, as compared with the case where the movement path R is generated by a smooth curve, the movement path R is generated at each position Pb (Xb, Yb, Zb), Ph (X, Y, Z), Pt (Xt, Yt, The moving distance of the end effector 1 can be shortened by generating a plurality of straight lines connecting Zt) in order. Therefore, according to the present embodiment, the time required to move the end effector 1 to the cuttable position of the fruit handle 93, that is, the operating time of the robot arm 52 can be shortened. As a result, the operating speed of the crop harvesting system 50 can be improved, the operating period can be shortened, and the speed of the harvesting operation can be improved.

(第5実施形態)
次に、図45〜図59を参照して第5実施形態について説明する。
上記各実施形態において、主茎92と収穫対象物91との位置関係に対して、エンドエフェクタ1の回転軸Axを適切に設定しないと、エンドエフェクタ1を主茎92に沿わせて傾けたとしても、通過部3が収穫対象物91を完全に通過しきれない場合が生じて、房の上部付近にある収穫対象物91を切断してしまう可能性がある。
(Fifth Embodiment)
Next, the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 45 to 59.
In each of the above embodiments, if the rotation axis Ax of the end effector 1 is not appropriately set with respect to the positional relationship between the main stem 92 and the harvesting object 91, it is assumed that the end effector 1 is tilted along the main stem 92. However, there is a possibility that the passing portion 3 may not completely pass through the harvesting object 91, and the harvesting object 91 near the upper part of the bunch may be cut.

ここで、例えば収穫対象物91がミニトマトである場合について、本願発明者が主茎92に対する収穫対象物91及び果柄93の位置関係を調べたところ、概ね次のようになっていることがわかった。なお、図46、図48、図50は、視覚装置51で取得した視覚情報に基づき、収穫対象物91の上端位置つまり上端位置Pt(Zt)近傍における収穫対象物91及び主茎92の点群データを、平面で見た場合の画像に仮想的に置き換えた図である。この場合、収穫対象物91及び主茎92のうち、視覚装置51の視野内に入っている部分、つまり実際に点群データを取得出来た部分については実線で示されている。また、収穫対象物91及び主茎92のうち、視野外つまり死角となっている部分、すなわち点群データが取得できなかった部分については二点鎖線で示されている。 Here, for example, when the harvesting object 91 is a cherry tomato, the inventor of the present application investigated the positional relationship between the harvesting object 91 and the peduncle 93 with respect to the main stem 92, and found that the results were roughly as follows. all right. 46, 48, and 50 show a point cloud of the harvested object 91 and the main stem 92 near the upper end position, that is, the upper end position Pt (Zt) of the harvested object 91, based on the visual information acquired by the visual device 51. It is a figure which virtually replaced the data with an image when viewed in a plane. In this case, of the harvested object 91 and the main stem 92, the portion within the field of view of the visual device 51, that is, the portion where the point cloud data can be actually acquired is shown by a solid line. Further, of the harvested object 91 and the main stem 92, the portion out of the field of view, that is, the portion that is a blind spot, that is, the portion where the point cloud data could not be acquired is indicated by a two-dot chain line.

主茎92に対する収穫対象物91の位置関係は、図45及び図46に示すように、主茎92に対して収穫対象物91及び果柄93が横側に位置しているものが最も多く、全体の70%〜80%程度を占めていた。次に、図47及び図48に示すように、主茎92に対して収穫対象物91及び果柄93が正面側つまり手前に位置しているものが多く、全体の20%〜30%程度を占めていた。そして、図49及び図50に示すように、主茎92に対して収穫対象物91及び果柄93が背面側つまり奥側に位置しているものが最も少なく、全体の10%程度を占めていた。 As shown in FIGS. 45 and 46, most of the positional relationships of the harvested object 91 with respect to the main stem 92 are such that the harvested object 91 and the peduncle 93 are located laterally with respect to the main stem 92. It accounted for about 70% to 80% of the total. Next, as shown in FIGS. 47 and 48, in many cases, the harvested object 91 and the peduncle 93 are located on the front side, that is, in front of the main stem 92, and about 20% to 30% of the whole is located. Occupied. As shown in FIGS. 49 and 50, the harvested object 91 and the peduncle 93 are located on the back side, that is, the back side of the main stem 92, which is the least, accounting for about 10% of the total. It was.

この場合、傾け処理における回転軸Ax及び接近処理におけるエンドエフェクタ1の接近方向を、主茎92に対して収穫対象物91及び果柄93が横側に位置しているものに対応させることで、全体の70%〜80%程度については安全に収穫することができる。しかしこの場合、残りの20%〜30%、つまり、主茎92に対して収穫対象物91及び果柄93が正面側又は背面側に位置したものについては、房の上部付近の収穫対象物91を切断してしまう可能性が残る。 In this case, by making the approach direction of the rotation axis Ax in the tilting process and the end effector 1 in the approaching process correspond to those in which the harvesting object 91 and the peduncle 93 are located laterally with respect to the main stem 92. About 70% to 80% of the whole can be safely harvested. However, in this case, for the remaining 20% to 30%, that is, the harvest target 91 and the peduncle 93 located on the front side or the back side with respect to the main stem 92, the harvest target 91 near the upper part of the bunch There is still the possibility of disconnecting.

そこで、本実施形態において、制御装置60は、傾け処理を実行する際のエンドエフェクタ1の回転軸の軸方向が、主茎92から延びる果柄93を横切るように、つまり果柄93の延伸方向と極力直角に交差する方向となるように、エンドエフェクタ1の姿勢を調整するする。これにより、エンドエフェクタ1の通過部3が、収穫対象物91の上端部を超えて通過させることができる。 Therefore, in the present embodiment, in the control device 60, the axial direction of the rotation axis of the end effector 1 when executing the tilting process crosses the peduncle 93 extending from the main stem 92, that is, the extending direction of the peduncle 93. The posture of the end effector 1 is adjusted so that the direction intersects with and at a right angle as much as possible. As a result, the passing portion 3 of the end effector 1 can be passed beyond the upper end portion of the harvesting object 91.

具体的には、傾け処理におけるエンドエフェクタ1の回転軸Axは、エンドエフェクタ1において固定位置に設定されている。すなわち、回転軸Axは、移動部材20において左右両側の回転部材22が設けられた部分のうち一方側部分、この場合、左側部分に固定されている。そして、接近処理は、回転軸Axの軸方向が、主茎92から延びる果柄93を横切るように、つまり果柄93の延伸方向と極力直角に交差する方向となるように調整して始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)まで接近させる処理を含む。 Specifically, the rotation axis Ax of the end effector 1 in the tilting process is set to a fixed position in the end effector 1. That is, the rotation shaft Ax is fixed to one side portion of the portion of the moving member 20 where the rotation members 22 are provided on both the left and right sides, in this case, the left portion. Then, the approach process is adjusted so that the axial direction of the rotation axis Ax crosses the peduncle 93 extending from the main stem 92, that is, intersects the extending direction of the peduncle 93 as much as possible at a right angle to the starting point position. It includes a process of approaching Ps (Xs, Ys, Zs).

すなわち、本実施形態において、制御装置60は、接近処理の実行によりエンドエフェクタ1を始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)まで接近させる際の、主茎92及び収穫対象物91に対するエンドエフェクタ1の進入角度つまり進入方向を、主茎92と収穫対象物91との位置関係に応じて変化させる。なお、主茎92と収穫対象物91との位置関係は、視覚装置51で取得した視覚情報から取得することができる。 That is, in the present embodiment, the control device 60 of the end effector 1 with respect to the main stem 92 and the harvesting object 91 when the end effector 1 is brought close to the start point position Ps (Xs, Ys, Zs) by executing the approach process. The approach angle, that is, the approach direction is changed according to the positional relationship between the main stem 92 and the harvesting object 91. The positional relationship between the main stem 92 and the harvested object 91 can be obtained from the visual information acquired by the visual device 51.

この場合、制御装置60は、接近処理の実行により、まず、図51、図53、図55に示すように、上端位置Pt(Zt)近傍における収穫対象物91及び主茎92の点群データの中から、主茎側端位置Ha(Xa、Ya)と対象物側端位置Hb(Xb、Yb)を特定する。なお、この場合、主茎側端位置Ha(Xa、Ya)とは、図45〜図50等における主茎92の点群のうち最も+Y側の端点のX、Y値を意味する。また、対象物側端位置Hb(Xb、Yb)とは、図45〜図50等における収穫対象物91の点群のうち最も+Y側の端点のX、Y値を意味する。そして、本実施形態の場合、主茎側端位置Ha(Xa、Ya)は、図52、図54、及び図56における主茎92の右端部となり、対象物側端位置Hb(Xb、Yb)は、図52、図54、及び図56における収穫対象物91の左端部となる。 In this case, the control device 60 first executes the approach processing, and as shown in FIGS. 51, 53, and 55, first, as shown in FIGS. 51, 53, and 55, the point cloud data of the harvested object 91 and the main stem 92 in the vicinity of the upper end position Pt (Zt). From the inside, the main stem side end position Ha (Xa, Ya) and the object side end position Hb (Xb, Yb) are specified. In this case, the main stem side end position Ha (Xa, Ya) means the X and Y values of the most + Y side end points in the point group of the main stem 92 in FIGS. 45 to 50 and the like. Further, the object-side end position Hb (Xb, Yb) means the X and Y values of the most + Y-side end points in the point cloud of the harvesting object 91 in FIGS. 45 to 50 and the like. Then, in the case of the present embodiment, the main stem side end position Ha (Xa, Ya) is the right end portion of the main stem 92 in FIGS. 52, 54, and 56, and the object side end position Hb (Xb, Yb). Is the left end of the harvested object 91 in FIGS. 52, 54, and 56.

本実施形態の場合、先端側は、図45〜図50等における概ね+Y側又は図52、図54、図56における概ね右側を意味する。また、基端側は、図45〜図50等における概ね−Y側又は図52、図54、図56における概ね左側を意味する。なお、以下の説明では、主茎92の先端側のX、Y値を、主茎側端位置Ha(Xa、Ya)と称し、収穫対象物91の基端側のX、Y値を対象物側端位置Hb(Xb、Yb)と称する。 In the case of the present embodiment, the tip end side means the substantially + Y side in FIGS. 45 to 50 and the like or the substantially right side in FIGS. 52, 54 and 56. Further, the proximal end side means the substantially −Y side in FIGS. 45 to 50 and the substantially left side in FIGS. 52, 54 and 56. In the following description, the X and Y values on the tip side of the main stem 92 are referred to as the main stem side end position Ha (Xa, Ya), and the X and Y values on the base end side of the harvesting object 91 are the objects. It is referred to as a side end position Hb (Xb, Yb).

制御装置60は、接近処理の実行により、主茎側端位置Ha(Xa、Ya)と対象物側端位置Hb(Xb、Yb)とのうちX値を比較して前後関係を特定する。そして、制御装置60は、主茎側端位置Ha(Xa、Ya)と対象物側端位置Hb(Xb、Yb)とを結ぶ直線を算出し、その直線の手前側から奥側へ向かう方向を進入方向Apとする。そして、制御装置60は、この進入方向Apに概ね沿った進入角度で、エンドエフェクタ1を始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)まで接近させる。これにより、エンドエフェクタ1の回転軸Axの軸方向が、主茎92から延びる果柄93を横切るように、つまり果柄93の延伸方向と極力直角に交差する方向となるように調整して始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)まで接近させることができる。 By executing the approach process, the control device 60 compares the X value of the main stem side end position Ha (Xa, Ya) and the object side end position Hb (Xb, Yb) to specify the context. Then, the control device 60 calculates a straight line connecting the main stem side end position Ha (Xa, Ya) and the object side end position Hb (Xb, Yb), and determines the direction from the front side to the back side of the straight line. The approach direction is Ap. Then, the control device 60 brings the end effector 1 close to the start point position Ps (Xs, Ys, Zs) at an approach angle substantially along the approach direction Ap. As a result, the axial direction of the rotation axis Ax of the end effector 1 is adjusted so as to cross the peduncle 93 extending from the main stem 92, that is, to intersect the extending direction of the peduncle 93 as much as possible, and the starting point. It can be approached to the position Ps (Xs, Ys, Zs).

この場合、進入方向Apは、主茎側端位置Ha(Xa、Ya)及び対象物側端位置Hb(Xb、Yb)のX、Y値にかかわらず、手前側つまりロボットアーム52側から奥側へ向かう方向とする。すなわち、例えば図51及び図53の例では、主茎側端位置Ha(Xa、Ya)と対象物側端位置Hb(Xb、Yb)とのうち、対象物側端位置Hb(Xb、Yb)が手前側つまりロボットアーム52側に位置している。このため、図51及び図53の例において、制御装置60は、進入方向Apを、対象物側端位置Hb(Xb、Yb)から主茎側端位置Ha(Xa、Ya)へ向かう方向に設定する。 In this case, the approach direction Ap is the front side, that is, the robot arm 52 side to the back side regardless of the X and Y values of the main stem side end position Ha (Xa, Ya) and the object side end position Hb (Xb, Yb). The direction is toward. That is, for example, in the examples of FIGS. 51 and 53, of the main stem side end position Ha (Xa, Ya) and the object side end position Hb (Xb, Yb), the object side end position Hb (Xb, Yb) Is located on the front side, that is, on the robot arm 52 side. Therefore, in the examples of FIGS. 51 and 53, the control device 60 sets the approach direction Ap in the direction from the object side end position Hb (Xb, Yb) to the main stem side end position Ha (Xa, Ya). To do.

これに対し、例えば図55の例では、主茎側端位置Ha(Xa、Ya)と対象物側端位置Hb(Xb、Yb)とのうち、主茎側端位置Ha(Xa、Ya)が手前側つまりロボットアーム52側に位置している。このため、図55の例において、制御装置60は、進入方向Apを、主茎側端位置Ha(Xa、Ya)から対象物側端位置Hb(Xb、Yb)へ向かう方向に設定する。 On the other hand, in the example of FIG. 55, for example, of the main stem side end position Ha (Xa, Ya) and the object side end position Hb (Xb, Yb), the main stem side end position Ha (Xa, Ya) is It is located on the front side, that is, on the robot arm 52 side. Therefore, in the example of FIG. 55, the control device 60 sets the approach direction Ap in the direction from the main stem side end position Ha (Xa, Ya) to the object side end position Hb (Xb, Yb).

これによれば、傾け処理を実行した際に、収穫対象物91に対してエンドエフェクタ1の通過部3をより確実に通過させることができる。したがって、本実施形態によれば、主茎92に対する収穫対象物91及び果柄93の位置関係に関わらず、房全体における上部付近の収穫対象物91を切断してしまうことを低減でき、その結果、更に安全に収穫対象物を収穫することができる。 According to this, when the tilting process is executed, the passing portion 3 of the end effector 1 can be more reliably passed through the harvesting object 91. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce cutting of the harvesting object 91 near the upper part in the entire bunch regardless of the positional relationship between the harvesting object 91 and the peduncle 93 with respect to the main stem 92, and as a result, it is possible to reduce the cutting. , The harvested object can be harvested more safely.

また、傾け処理を実行した際に収穫対象物91に対してエンドエフェクタ1の通過部3をより確実に通過させるためには、エンドエフェクタ1は、傾け処理を実行する直前において回転軸Axが果柄93の極力直下に位置した状態となっていることが好ましい。そこで、本実施形態において、制御装置60は、傾け処理によってエンドエフェクタ1を傾ける時点までに、収穫対象物91が通過部3の中心Pcよりも回転軸Ax側に位置するようにエンドエフェクタ1の姿勢を調整する処理を実行することができる。この処理は、接近処理に含まれていても良いし、傾け処理の初期に含まれていても良い。これによれば、収穫対象物91に対してエンドエフェクタ1の通過部3を更に確実に通過させることができ、その結果、更に安全に収穫対象物を収穫することができる。 Further, in order to more reliably pass the passing portion 3 of the end effector 1 to the harvested object 91 when the tilting process is executed, the rotation axis Ax of the end effector 1 is set immediately before the tilting process is executed. It is preferable that the handle 93 is located as close as possible to the handle 93. Therefore, in the present embodiment, the control device 60 sets the end effector 1 so that the harvesting object 91 is located on the rotation axis Ax side of the center Pc of the passing portion 3 by the time when the end effector 1 is tilted by the tilting process. The process of adjusting the posture can be executed. This process may be included in the approach process or may be included in the initial stage of the tilt process. According to this, the passing portion 3 of the end effector 1 can be more reliably passed through the harvesting object 91, and as a result, the harvesting object can be harvested more safely.

また、制御装置60は、例えば図57、図58、及び図59に示すように、オフセット角度αを加算又は減算して進入方向Apを設定することもできる。オフセット角度αは、例えば予め設定された固定値であっても良いし、例えば複数の値から択一的に選択されるテーブルであっても良いし、または学習等に応じて設定される値であっても良い。この場合、例えばオフセット角度αの回転中心は、主茎側端位置Ha(Xa、Ya)と対象物側端位置Hb(Xb、Yb)とを結ぶ直線の中点とすることができる。 Further, the control device 60 can also set the approach direction Ap by adding or subtracting the offset angle α, as shown in FIGS. 57, 58, and 59, for example. The offset angle α may be, for example, a preset fixed value, for example, a table selectively selected from a plurality of values, or a value set according to learning or the like. There may be. In this case, for example, the center of rotation at the offset angle α can be the midpoint of a straight line connecting the main stem side end position Ha (Xa, Ya) and the object side end position Hb (Xb, Yb).

この場合、制御装置60は、主茎側端位置Ha(Xa、Ya)と対象物側端位置Hb(Xb、Yb)とを結ぶ直線が、それぞれ主茎側端位置Ha(Xa、Ya)及び対象物側端位置Hb(Xb、Yb)から離れる方向へ、進入方向Apを回転させる。例えば図57及び図58の例では、制御装置60は、それぞれ図51及び図53で設定した進入方向Apに対して、更に時計回り方向へオフセット角度α回転させる。また、例えば図59の例では、制御装置60は、図55で設定した進入方向Apに対して、更に反時計回り方向へオフセット角度α回転させる。 In this case, in the control device 60, the straight line connecting the main stem side end position Ha (Xa, Ya) and the object side end position Hb (Xb, Yb) is the main stem side end position Ha (Xa, Ya) and, respectively. The approach direction Ap is rotated in the direction away from the object side end position Hb (Xb, Yb). For example, in the examples of FIGS. 57 and 58, the control device 60 further rotates the offset angle α in the clockwise direction with respect to the approach direction Ap set in FIGS. 51 and 53, respectively. Further, for example, in the example of FIG. 59, the control device 60 further rotates the offset angle α in the counterclockwise direction with respect to the approach direction Ap set in FIG. 55.

これによれば、傾け処理を実行した際に、収穫対象物91に対してエンドエフェクタ1の通過部3を更に確実に通過させることができ、更に安全に収穫対象物を収穫することができる。 According to this, when the tilting process is executed, the passing portion 3 of the end effector 1 can be more reliably passed through the harvesting object 91, and the harvesting object can be harvested more safely.

(第6実施形態)
次に、第6実施形態について図60〜図62を参照して説明する。
本実施形態では、接近処理における進入方向の決定方法が上記第5実施形態と異なる。本実施形態において、制御装置60は、接近処理の実行に際し、まず、ロボットアーム52を駆動させ、例えば図60〜図62の白抜き矢印A、B、Cで示すように、複数の方向から収穫対象物91を撮像する。そして、制御装置60は、撮像した各方向のうち、上端位置Pt(Xt、Yt、Zt)のZ値において収穫対象物91と主茎92との距離が最も離れて見える方向、つまり隙間が最も大きく見える方向を、進入方向に決定する。
(Sixth Embodiment)
Next, the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 60 to 62.
In the present embodiment, the method of determining the approach direction in the approach process is different from that of the fifth embodiment. In the present embodiment, the control device 60 first drives the robot arm 52 when executing the approach process, and harvests from a plurality of directions, for example, as shown by the white arrows A, B, and C in FIGS. 60 to 62. The object 91 is imaged. Then, the control device 60 is in the direction in which the distance between the harvesting object 91 and the main stem 92 appears to be the farthest in the Z value of the upper end position Pt (Xt, Yt, Zt) among the imaging directions, that is, the gap is the largest. The direction that looks big is determined as the approach direction.

例えば図60の例では、主茎92に対して収穫対象物91及び果柄93が横側に位置している。この場合、主茎92及び収穫対象物91に対して正面方向、つまり白抜き矢印B方向から見た場合に、収穫対象物91と主茎92との隙間が最も大きい。そのため、制御装置60は、白抜き矢印B方向を進入方向に決定する。 For example, in the example of FIG. 60, the harvesting object 91 and the peduncle 93 are located laterally with respect to the main stem 92. In this case, the gap between the main stem 92 and the main stem 92 is the largest when viewed from the front direction with respect to the main stem 92 and the harvest target 91, that is, from the direction of the white arrow B. Therefore, the control device 60 determines the direction of the white arrow B as the approach direction.

また、例えば図61の例では、主茎92に対して収穫対象物91及び果柄93が正面側つまり手前に位置している。この場合、主茎92及び収穫対象物91に対して主茎92が下がっている側、つまり白抜き矢印A方向から見た場合に、収穫対象物91と主茎92との隙間が最も大きい。そのため、制御装置60は、白抜き矢印A方向を進入方向に決定する。 Further, for example, in the example of FIG. 61, the harvesting object 91 and the peduncle 93 are located on the front side, that is, in front of the main stem 92. In this case, the gap between the main stem 92 and the main stem 92 is the largest when viewed from the side where the main stem 92 is lowered with respect to the main stem 92 and the harvest target 91, that is, from the direction of the white arrow A. Therefore, the control device 60 determines the direction of the white arrow A as the approach direction.

なお、図61に示すように主茎92に対して収穫対象物91が正面側に位置している場合、制御装置60は、主茎92及び収穫対象物91に対して主茎92が上がっている側、つまり白抜き矢印C方向から見たものに隙間が存在していたとしても、この方向を進入方向には決定しない。この方向から進入すると、回転軸Axが、収穫対象物91を挟んで主茎92とは反対側に位置してしまうため、傾け処理を実行しても通過部3が収穫対象物91を通過できないからである。 When the harvesting object 91 is located on the front side of the main stem 92 as shown in FIG. 61, the control device 60 raises the main stem 92 with respect to the main stem 92 and the harvesting object 91. Even if there is a gap on the side of the vehicle, that is, when viewed from the direction of the white arrow C, this direction is not determined as the approach direction. If the vehicle enters from this direction, the rotation axis Ax is located on the opposite side of the main stem 92 with the harvest target 91 in between, so that the passing portion 3 cannot pass through the harvest target 91 even if the tilting process is executed. Because.

また、例えば図62の例では、主茎92に対して収穫対象物91及び果柄93が背面側つまり奥側に位置している。この場合、主茎92及び収穫対象物91に対して主茎92が上がっている側、つまり白抜き矢印C方向から見た場合に、収穫対象物91と主茎92との隙間が最も大きい。そのため、制御装置60は、白抜き矢印C方向を進入方向に決定する。 Further, for example, in the example of FIG. 62, the harvesting object 91 and the peduncle 93 are located on the back side, that is, the back side with respect to the main stem 92. In this case, the gap between the main stem 92 and the main stem 92 is the largest when viewed from the side where the main stem 92 is raised with respect to the main stem 92 and the harvest target 91, that is, in the direction of the white arrow C. Therefore, the control device 60 determines the direction of the white arrow C as the approach direction.

なお、図62に示すように主茎92に対して収穫対象物91が背面側に位置している場合、制御装置60は、主茎92及び収穫対象物91に対して主茎92が下がっている側、つまり白抜き矢印A方向から見たものに隙間が存在していたとしても、この方向を進入方向には決定しない。この方向から進入すると、回転軸Axが、収穫対象物91を挟んで主茎92とは反対側に位置してしまうため、傾け処理を実行しても通過部3が収穫対象物91を通過できないからである。 When the harvesting object 91 is located on the back side of the main stem 92 as shown in FIG. 62, the control device 60 lowers the main stem 92 with respect to the main stem 92 and the harvesting object 91. Even if there is a gap on the side of the vehicle, that is, when viewed from the direction of the white arrow A, this direction is not determined as the approach direction. If the vehicle enters from this direction, the rotation axis Ax is located on the opposite side of the main stem 92 with the harvest target 91 in between, so that the passing portion 3 cannot pass through the harvest target 91 even if the tilting process is executed. Because.

このような本実施形態によっても、傾け処理を実行した際に、収穫対象物91に対してエンドエフェクタ1の通過部3をより確実に通過させることができる。したがって、本実施形態によっても、主茎92に対する収穫対象物91及び果柄93の位置関係に関わらず、房全体における上部付近の収穫対象物91を切断してしまうことを低減でき、その結果、更に安全に収穫対象物を収穫することができる。 Also in this embodiment as described above, when the tilting process is executed, the passing portion 3 of the end effector 1 can be more reliably passed through the harvesting object 91. Therefore, also in this embodiment, it is possible to reduce cutting of the harvesting object 91 near the upper part in the entire bunch regardless of the positional relationship between the harvesting object 91 and the peduncle 93 with respect to the main stem 92, and as a result, it is possible to reduce the cutting. It is possible to harvest the harvested object more safely.

(第7実施形態)
次に、第7実施形態について図63〜図65を参照して説明する。
傾け処理部67による傾け処理は、エンドエフェクタ1において主茎92や枝に最も接近している部分を回転軸Axにして回転軸Axの反対側が主茎92や枝に接近するように傾ける処理を含む。すなわち、上記第5実施形態では、回転軸Axの位置は固定されていた、一方、本実施形態において、制御装置60は、主茎92と収穫対象物91との位置関係に応じて、回転軸Axの位置を適宜変更する。
(7th Embodiment)
Next, the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 63 to 65.
In the tilting process by the tilting processing unit 67, the portion of the end effector 1 that is closest to the main stem 92 or the branch is set to the rotation axis Ax, and the opposite side of the rotation axis Ax is tilted so as to approach the main stem 92 or the branch. Including. That is, in the fifth embodiment, the position of the rotating shaft Ax was fixed, while in the present embodiment, the control device 60 has a rotating shaft according to the positional relationship between the main stem 92 and the harvesting object 91. The position of Ax is changed as appropriate.

例えば、制御装置60は、図63に示すように、傾け処理の際の回転軸として、ロール回転軸Axrとピッチ回転軸Axpとのうち適切な方を、主茎92と収穫対象物91との位置関係に応じて適宜選択することができる。この場合、ロール回転軸Axrは、エンドエフェクタ1をロール方向へ傾けるための回転軸である。ロール回転軸Axrは、上記第5実施形態における回転軸Axと同様に、例えば環状部材21において左右両側の回転部材22が設けられた部分のうち一方側部分、この場合、左側部分に固定されている。 For example, as shown in FIG. 63, in the control device 60, as the rotation axis during the tilting process, the appropriate one of the roll rotation axis Axr and the pitch rotation axis App is set between the main stem 92 and the harvest target 91. It can be appropriately selected according to the positional relationship. In this case, the roll rotation axis Axr is a rotation axis for tilting the end effector 1 in the roll direction. Similar to the rotation shaft Ax in the fifth embodiment, the roll rotation shaft Axr is fixed to, for example, one side portion of the annular member 21 provided with the rotation members 22 on both the left and right sides, in this case, the left side portion. There is.

一方、ピッチ回転軸Axpは、エンドエフェクタ1をピッチ方向へ傾けるための回転軸である。この場合、ピッチ回転軸Axpは、例えば環状部材21の最先端部分に設定されている。そして、ピッチ回転軸Axpを中心に傾け処理を実行する場合、エンドエフェクタ1は、図55及び図56に示すように、エンドエフェクタ1とロボットアーム52との接続部分が上方へ移動するようにして傾けられる。 On the other hand, the pitch rotation axis App is a rotation axis for tilting the end effector 1 in the pitch direction. In this case, the pitch rotation axis App is set at, for example, the most advanced portion of the annular member 21. Then, when the tilting process is executed about the pitch rotation axis Axp, the end effector 1 is set so that the connecting portion between the end effector 1 and the robot arm 52 moves upward as shown in FIGS. 55 and 56. Can be tilted.

そして、接近処理は、主茎92や枝に対する収穫対象物91の位置関係に関わらず収穫対象物91に対して一定の進入角度でエンドエフェクタ1を始点位置Ps(Xs、Ys、Zs)まで接近させる処理を含む。 Then, in the approach process, the end effector 1 is approached to the starting point position Ps (Xs, Ys, Zs) at a constant approach angle with respect to the harvesting object 91 regardless of the positional relationship of the harvesting object 91 with respect to the main stem 92 and the branches. Including the process of causing.

これによっても、傾け処理を実行した際に、収穫対象物91に対してエンドエフェクタ1の通過部3をより確実に通過させることができる。その結果、主茎92に対する収穫対象物91及び果柄93の位置関係に関わらず、房全体における上部付近の収穫対象物91を切断してしまうことを低減でき、その結果、更に安全に収穫対象物を収穫することができる。 This also makes it possible to more reliably pass the passing portion 3 of the end effector 1 to the harvesting object 91 when the tilting process is executed. As a result, regardless of the positional relationship between the harvest target 91 and the peduncle 93 with respect to the main stem 92, it is possible to reduce cutting of the harvest target 91 near the upper part of the entire bunch, and as a result, the harvest target is safer. You can harvest things.

(第8実施形態)
次に、第8実施形態について図66を参照しながら説明する。
第8実施形態は、エンドエフェクタ1の構成が上記各実施形態と異なる。この場合、切断刃2は、通過部3の幅方向の半分以下の範囲に設けられている。本実施形態の場合、通過部3の幅方向における切断刃2の長さ寸法は、通過部3の幅方向全体の1/4程度である。また、切断刃2は、通過部3の幅方向における中心部に設けられている。これに対し、ガイド部132は、通過部3の幅方向の半分以上の範囲に設けられている。
(8th Embodiment)
Next, the eighth embodiment will be described with reference to FIG. 66.
In the eighth embodiment, the configuration of the end effector 1 is different from each of the above-described embodiments. In this case, the cutting blade 2 is provided in a range of half or less in the width direction of the passing portion 3. In the case of the present embodiment, the length dimension of the cutting blade 2 in the width direction of the passing portion 3 is about 1/4 of the entire width direction of the passing portion 3. Further, the cutting blade 2 is provided at the center of the passing portion 3 in the width direction. On the other hand, the guide portion 132 is provided in a range of more than half in the width direction of the passing portion 3.

この場合も、上記各実施形態と同様に、ベース部材10が第1部材となり、移動部材20が第2部材となる。そして、ベース部材10と移動部材20とは、切断刃2を含んで環状に構成されてその環状の内側に収穫対象物91を通すことが可能な通過部3を形成する。
この構成によっても、上記各実施形態と同様の作用効果が得られる。
In this case as well, the base member 10 is the first member and the moving member 20 is the second member, as in each of the above embodiments. Then, the base member 10 and the moving member 20 are formed in an annular shape including the cutting blade 2 to form a passing portion 3 through which the harvesting object 91 can be passed inside the annular shape.
Even with this configuration, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.

また、この場合、窪み部131の幅方向の寸法は、果柄93の外径よりも大きくかつ人の指よりも小さい寸法、例えば10mm以下に設定することができる。これによれば、作業者の指が窪み部131に入り込んで切断刃2に接触することを抑制できるため、安全性を更に向上させることができる。 Further, in this case, the dimension in the width direction of the recessed portion 131 can be set to be larger than the outer diameter of the peduncle 93 and smaller than the human finger, for example, 10 mm or less. According to this, it is possible to prevent the operator's finger from entering the recessed portion 131 and coming into contact with the cutting blade 2, so that safety can be further improved.

(第9実施形態)
次に、第9実施形態について図67を参照しながら説明する。
本実施形態において、エンドエフェクタ1は、上記各実施形態のベース部材10に換えてベース部材10Aを備え、移動部材20に換えて移動部材20Aを備えている。ベース部材10Aは、上記各実施形態におけるベース部材10Aと同様の構成である。また、移動部材20Aは、上記各実施形態における移動部材20とほぼ同様の構成であるが、環状部材21に切断刃2が設けられている点で異なっている。
(9th Embodiment)
Next, the ninth embodiment will be described with reference to FIG. 67.
In the present embodiment, the end effector 1 includes a base member 10A instead of the base member 10 of each of the above embodiments, and a moving member 20A instead of the moving member 20. The base member 10A has the same configuration as the base member 10A in each of the above embodiments. Further, the moving member 20A has substantially the same configuration as the moving member 20 in each of the above embodiments, but is different in that the annular member 21 is provided with the cutting blade 2.

切断刃2は、環状部材21において把持機構40と対向する位置に設けられている。この場合、ベース部材10Aには、切断刃2は設けられていない。切断刃2は、移動部材20Aの移動に伴って、ベース部材10に対して接近及び離間する方向へ移動する。本実施形態では、移動部材20Aは第1部材として機能し、ベース部材10A及び把持部材41Aは、第2部材として機能する。そして、移動部材20A、ベース部材10A、及び把持部材41Aは、切断刃2を含んで環状に構成されてその環状の内側に収穫対象物91を通すことが可能な通過部3を形成している。
この構成によっても、上記各実施形態と同様の作用効果が得られる。
The cutting blade 2 is provided at a position of the annular member 21 facing the gripping mechanism 40. In this case, the base member 10A is not provided with the cutting blade 2. The cutting blade 2 moves in the direction of approaching and separating from the base member 10 as the moving member 20A moves. In the present embodiment, the moving member 20A functions as the first member, and the base member 10A and the gripping member 41A function as the second member. The moving member 20A, the base member 10A, and the gripping member 41A are formed in an annular shape including the cutting blade 2 and form a passing portion 3 through which the harvesting object 91 can be passed. ..
Even with this configuration, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.

(第10実施形態)
次に、第10実施形態について図68及び図69を参照しながら説明する。
本実施形態のエンドエフェクタ1は、上記第各実施形態のベース部材10、移動部材20、把持機構40、及び把持部材41に換えて、ベース部材10B、非移動部材20B、把持機構40B、及び把持部材41Bを備えている。ベース部材10Bは、上記各実施形態におけるベース部材10と同様の構成である。また、非移動部材20Bは、上記各実施形態における移動部材20とほぼ同様の構成であるが、ベース部材10Bに固定されている点で異なっている。また、把持機構40B及び把持部材41Bは、上記各実施形態における把持機構40及び把持部材41とほぼ同様の構成であるが、ベース部材10に対して相対的に移動可能に構成されている点で異なっている。
(10th Embodiment)
Next, the tenth embodiment will be described with reference to FIGS. 68 and 69.
The end effector 1 of the present embodiment replaces the base member 10, the moving member 20, the gripping mechanism 40, and the gripping member 41 of each of the above-described embodiments with the base member 10B, the non-moving member 20B, the gripping mechanism 40B, and the gripping member 41. The member 41B is provided. The base member 10B has the same configuration as the base member 10 in each of the above embodiments. Further, the non-moving member 20B has substantially the same configuration as the moving member 20 in each of the above embodiments, but is different in that it is fixed to the base member 10B. Further, the gripping mechanism 40B and the gripping member 41B have substantially the same configurations as the gripping mechanism 40 and the gripping member 41 in each of the above embodiments, but are configured to be relatively movable with respect to the base member 10. It's different.

すなわち、本実施形態において、環状部材21は、ベース部材10Aの例えば保持部材11に固定されている。このため、環状部材21は、ベース部材10Aに対して相対的に移動不可に構成されている。一方、把持機構40Bは、ベース部材10に対して相対的に移動可能に構成されている。 That is, in the present embodiment, the annular member 21 is fixed to, for example, the holding member 11 of the base member 10A. Therefore, the annular member 21 is configured to be relatively immovable with respect to the base member 10A. On the other hand, the gripping mechanism 40B is configured to be movable relative to the base member 10.

また、本実施形態の場合、移動機構30は、モータ31、軸受け32、ねじ軸33、ナット部材34に換えて、直動アクチュエータ39を有している。直動アクチュエータ39は、直線方向へ駆動するアクチュエータであり、例えばエア式又は電動式のシリンダ、若しくはリニアスライダ等である。直動アクチュエータ39は、前側の保持部材11と後側の保持部材12との間に設けられている。 Further, in the case of the present embodiment, the moving mechanism 30 has a linear actuator 39 instead of the motor 31, the bearing 32, the screw shaft 33, and the nut member 34. The linear actuator 39 is an actuator that is driven in a linear direction, and is, for example, an pneumatic or electric cylinder, a linear slider, or the like. The linear actuator 39 is provided between the holding member 11 on the front side and the holding member 12 on the rear side.

直動アクチュエータ39は、駆動軸391及び端部材392を有している。端部材392は、駆動軸391の先端部に設けられており、駆動軸391の伸縮に伴って前後方向に移動する。把持機構40Bは、端部材392を介して駆動軸391に接続されている。そして、把持機構40Bは、図59及び図60に示すように、駆動軸391の伸縮に伴ってエンドエフェクタ1の前後方向つまり通過部3の前後方向へ移動する。この場合、端部材392は、保持部材11の摺動溝111に相当する構成として摺動溝393を有している把持部材41の摺動部412は、摺動溝393を摺動可能に構成されている。 The linear actuator 39 has a drive shaft 391 and an end member 392. The end member 392 is provided at the tip of the drive shaft 391 and moves in the front-rear direction as the drive shaft 391 expands and contracts. The gripping mechanism 40B is connected to the drive shaft 391 via an end member 392. Then, as shown in FIGS. 59 and 60, the gripping mechanism 40B moves in the front-rear direction of the end effector 1, that is, in the front-rear direction of the passing portion 3 as the drive shaft 391 expands and contracts. In this case, the end member 392 has a sliding groove 393 as a configuration corresponding to the sliding groove 111 of the holding member 11, and the sliding portion 412 of the gripping member 41 is configured so that the sliding groove 393 can be slidable. Has been done.

切断刃2は、把持機構40Bに設けられている。そのため、本実施形態の場合、把持機構40Bの把持部材41Bは、果柄93を切断するための切断刃2が設けられた第1部材として機能する。また、この場合、ベース部材10及び非移動部材20Bは、把持機構40Bの把持部材41Bに対して相対的に移動可能に構成された第2部材として機能する。なお、本実施形態の場合、第1部材であるの把持部材41Bが、第2部材であるベース部材10B及び環状部材21Bに対して移動する。そして、把持部材41Bと非移動部材20Bとは、切断刃2を含んで環状に構成されてその環状の内側に収穫対象物91を通すことが可能な通過部3を形成する。
これによっても、上記各実施形態と同様の作用効果が得られる。
The cutting blade 2 is provided in the gripping mechanism 40B. Therefore, in the case of the present embodiment, the gripping member 41B of the gripping mechanism 40B functions as a first member provided with a cutting blade 2 for cutting the fruit handle 93. Further, in this case, the base member 10 and the non-moving member 20B function as a second member configured to be relatively movable with respect to the gripping member 41B of the gripping mechanism 40B. In the case of the present embodiment, the gripping member 41B, which is the first member, moves with respect to the base member 10B and the annular member 21B, which are the second members. Then, the gripping member 41B and the non-moving member 20B are formed in an annular shape including the cutting blade 2 to form a passing portion 3 through which the harvesting object 91 can be passed.
Also by this, the same action and effect as those of each of the above embodiments can be obtained.

(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、その構成の一部又は全部を抽出してそれぞれ組み合わせることができる。
例えば第4実施形態の回転軸側接触検出部72及び反回転軸側接触検出部73のいずれか一方又は両方を、第1〜第3実施形態に適用し、第1〜第3実施形態における移動経路生成処理及び傾け角度設定処理と併用することができる。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, a part or all of the configurations can be extracted and combined.
For example, one or both of the rotating shaft side contact detecting unit 72 and the anti-rotating shaft side contact detecting unit 73 of the fourth embodiment is applied to the first to third embodiments, and the movement in the first to third embodiments is applied. It can be used together with the route generation process and the tilt angle setting process.

この場合、第1〜第3実施形態は、例えば次のように変形することができる。すなわち、第1〜第3実施形態に回転軸側接触検出部72を適用する場合、制御装置60は、移動処理の実行により目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)を目指してエンドエフェクタ1を移動させるが、エンドエフェクタ1が目標位置Pg(Xg、Yg、Zg)に到達する以前に回転軸側接触検出部72が主茎92等の接触を検出した場合には、エンドエフェクタ1の移動を終了して傾け処理に移行する。 In this case, the first to third embodiments can be modified as follows, for example. That is, when the rotary shaft side contact detection unit 72 is applied to the first to third embodiments, the control device 60 moves the end effector 1 toward the target position Pg (Xg, Yg, Zg) by executing the movement process. However, if the rotation shaft side contact detection unit 72 detects contact with the main stem 92 or the like before the end effector 1 reaches the target position Pg (Xg, Yg, Zg), the movement of the end effector 1 ends. And move to tilt processing.

また、第1〜第3実施形態に反回転軸側接触検出部73を適用する場合、制御装置60は、エンドエフェクタ1の角度が傾け角度設定処理によって設定した傾け角度θとなるように傾け処理を実行するが、エンドエフェクタ1が傾け角度θとなる以前に反回転軸側接触検出部73が主茎92等の接触を検出した場合には、傾け処理を終了して切断処理に移行する。このような構成によって、上記各実施形態と同様の作用効果が得られる。 Further, when the anti-rotation shaft side contact detection unit 73 is applied to the first to third embodiments, the control device 60 tilts the end effector 1 so that the angle of the end effector 1 becomes the tilt angle θ set by the tilt angle setting process. However, if the counter-rotating shaft side contact detection unit 73 detects contact with the main stem 92 or the like before the end effector 1 reaches the tilt angle θ, the tilt process is terminated and the process proceeds to the cutting process. With such a configuration, the same effects as those of each of the above embodiments can be obtained.

なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
It should be noted that the present invention is not limited to each of the above-described embodiments and described in the drawings, and can be arbitrarily modified, combined, or extended without departing from the gist thereof.
The numerical values and the like shown in each of the above embodiments are examples, and are not limited thereto.

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described in accordance with the examples, it is understood that the present disclosure is not limited to the examples and structures. The present disclosure also includes various modifications and modifications within an equal range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms that include only one element, more, or less, are also within the scope of the present disclosure.

1…農作物収穫用エンドエフェクタ、2…切断刃、3…通過部、10…ベース部材(第1部材)、20…移動部材(第2部材)、20A…非移動部材(第1部材)、30…移動機構、41…把持部材(第1部材)、41A…把持部材(第2部材)、50…農作物収穫システム、51…視覚装置、52…ロボットアーム、602…記憶領域、61…収穫対象物検出処理部、62…位置情報特定処理部、63…傾け角度設定処理部、65…接近処理部、66…移動処理部、67…傾け処理部、68…切断処理部、72…回転軸側接触検出部、73…反回転軸側接触検出部、91…収穫対象物、92…主茎、93…果柄、602…記憶領域、Ax…回転軸、Axr…ロール回転軸(回転軸)、Axp…ピッチ回転軸(回転軸)、Ps…始点位置、Pb…先端位置、Pg…目標位置、Pt…基端位置、高さ位置、Pe…終点位置、 1 ... End effector for harvesting agricultural products, 2 ... Cutting blade, 3 ... Passing part, 10 ... Base member (first member), 20 ... Moving member (second member), 20A ... Non-moving member (first member), 30 ... movement mechanism, 41 ... gripping member (first member), 41A ... gripping member (second member), 50 ... agricultural product harvesting system, 51 ... visual device, 52 ... robot arm, 602 ... storage area, 61 ... harvesting object Detection processing unit, 62 ... Position information identification processing unit, 63 ... Tilt angle setting processing unit, 65 ... Approach processing unit, 66 ... Movement processing unit, 67 ... Tilt processing unit, 68 ... Cutting processing unit, 72 ... Rotating shaft side contact Detection unit, 73 ... Anti-rotating shaft side contact detection unit, 91 ... Harvesting object, 92 ... Main stem, 93 ... Fruit handle, 602 ... Storage area, Ax ... Rotating shaft, Axr ... Roll rotating shaft (rotating shaft), Ax ... Pitch rotation axis (rotation axis), Ps ... Start point position, Pb ... Tip position, Pg ... Target position, Pt ... Base end position, Height position, Pe ... End point position,

Claims (10)

主茎(92)や枝に結実した収穫対象物(91)に対し果柄(93)を切断して前記収穫対象物を収穫する農作物収穫用エンドエフェクタ(1)を備えた農作物収穫システム(50)であって、
前記果柄を切断するための切断刃(2)が設けられた第1部材(10、20A、41)と、
前記第1部材に対して相対的に移動可能に構成された第2部材(20、41A)と、
前記第1部材に対して前記第2部材を相対的に移動させる移動機構(30)と、を備え、
前記第1部材及び前記第2部材のいずれか一方又は両方は、前記切断刃を含んで環状に構成されてその環状の内側に前記収穫対象物を通すことが可能な通過部(3)を形成し、
前記移動機構は、前記通過部の内側に前記果柄を通した状態で前記第1部材と前記第2部材とを相対的に移動させて前記通過部を縮小させることで前記第2部材と前記切断刃とで前記果柄を挟み込んで切断する、
前記農作物収穫用エンドエフェクタと、
前記農作物収穫用エンドエフェクタが取り付けられたロボットアーム(52)と、
前記収穫対象物の位置情報を含む視覚情報を取得可能な視覚装置(51)と、
前記視覚装置で取得した前記視覚情報に含まれている収穫対象物を検出する収穫対象物検出処理を実行可能な収穫対象物検出処理部(61)と、
前記収穫対象物検出処理で検出した前記収穫対象物の先端位置(Pb)と基端位置(Pt)とを含む位置を特定する位置特定処理を実行可能な位置情報特定処理部(62)と、
前記ロボットアームを駆動制御して、前記収穫対象物の前記先端位置の外方に設定された始点位置(Ps)まで前記農作物収穫用エンドエフェクタを接近させる接近処理を実行可能な接近処理部(65)と、
前記ロボットアームを駆動制御して前記農作物収穫用エンドエフェクタを前記先端位置の外方から前記基端位置側へ向かって移動させて前記通過部に前記収穫対象物を通す移動処理を実行可能な移動処理部(66)と、
前記農作物収穫用エンドエフェクタを前記主茎や枝に沿うように傾けて前記通過部が前記収穫対象物を前記基端位置の外方へ通過した状態にする傾け処理を実行可能な傾け処理部(67)と、
前記農作物収穫用エンドエフェクタを動作させて前記通過部を縮小させることで前記通過部の内側に通された前記果柄を切断する切断処理を実行可能な切断処理部(68)と、
を備えている農作物収穫システム。
A crop harvesting system (50) equipped with an end effector (1) for harvesting crops by cutting a fruit stalk (93) with respect to a harvest target (91) that has set on a main stem (92) or a branch and harvesting the harvest target. ) And
The first member (10, 20A, 41) provided with the cutting blade (2) for cutting the peduncle, and
The second member (20, 41A) configured to be relatively movable with respect to the first member, and
A moving mechanism (30) for moving the second member relative to the first member is provided.
One or both of the first member and the second member is formed in an annular shape including the cutting blade, and a passing portion (3) through which the harvesting object can be passed is formed inside the annular shape. And
The moving mechanism moves the first member and the second member relatively while passing the peduncle inside the passing portion, and shrinks the passing portion to reduce the second member and the second member. The fruit handle is sandwiched between the cutting blade and cut.
The end effector for harvesting crops and
A robot arm (52) to which the end effector for harvesting crops is attached, and
A visual device (51) capable of acquiring visual information including the position information of the harvested object, and
A harvesting object detection processing unit (61) capable of executing a harvesting object detecting process for detecting a harvesting object included in the visual information acquired by the visual device, and a harvesting object detection processing unit (61).
A position information identification processing unit (62) capable of performing a position identification process for specifying a position including a tip position (Pb) and a base end position (Pt) of the harvest object detected in the harvest object detection process.
An approach processing unit (65) capable of performing an approach process of driving and controlling the robot arm to bring the crop harvesting end effector closer to a starting point position (Ps) set outside the tip position of the harvesting object. )When,
A movement that can execute a movement process in which the robot arm is driven and controlled to move the crop harvesting end effector from the outside of the tip position toward the base end position side and pass the harvesting object through the passing portion. Processing unit (66) and
A tilting processing unit capable of performing a tilting process that tilts the end effector for crop harvesting along the main stem or branch so that the passing portion passes the harvesting object to the outside of the base end position. 67) and
A cutting processing unit (68) capable of performing a cutting process for cutting the peduncle passed through the inside of the passing portion by operating the crop harvesting end effector to reduce the passing portion.
A crop harvesting system equipped with.
前記農作物収穫用エンドエフェクタを前記主茎や枝に沿うように傾けるための傾け角度を設定する傾け角度設定処理を実行可能な傾け角度設定処理部(63)を更に備え、
前記傾け角度設定処理は、前記傾け角度を予め設定された一定値に設定する処理を含み、
前記傾け処理部は、前記傾け角度設定処理で設定された傾け角度に基づいて前記傾け処理を実行する、
請求項1に記載の農作物収穫システム。
Further, a tilt angle setting processing unit (63) capable of executing a tilt angle setting process for setting a tilt angle for tilting the crop harvesting end effector along the main stem or branch is further provided.
The tilt angle setting process includes a process of setting the tilt angle to a preset constant value.
The tilt processing unit executes the tilt process based on the tilt angle set in the tilt angle setting process.
The crop harvesting system according to claim 1.
前記農作物収穫用エンドエフェクタを前記主茎や枝に沿うように傾けるための傾け角度を設定する傾け角度設定処理を実行可能な傾け角度設定処理部(63)を更に備え、
前記傾け角度設定処理は、前記視覚装置で取得した前記視覚情報に基づいて前記傾け角度を設定する処理を含み、
前記傾け処理部は、前記傾け角度設定処理で設定された傾け角度に基づいて前記傾け処理を実行する、
請求項1に記載の農作物収穫システム。
Further, a tilt angle setting processing unit (63) capable of executing a tilt angle setting process for setting a tilt angle for tilting the crop harvesting end effector along the main stem or branch is further provided.
The tilt angle setting process includes a process of setting the tilt angle based on the visual information acquired by the visual device.
The tilt processing unit executes the tilt process based on the tilt angle set in the tilt angle setting process.
The crop harvesting system according to claim 1.
前記収穫対象物の高さ位置とその高さ位置における前記傾け角度とを示すデータテーブルを記憶した記憶領域(602)を更に備え、
前記傾け角度設定処理は、前記視覚装置で取得した前記視覚情報から前記収穫対象物の高さ位置(Pt)を特定し、前記傾け角度を、前記データテーブルに基づいて、その特定した前記収穫対象物の高さ位置に対応する角度に設定する処理を含んでいる、
請求項3に記載の農作物収穫システム。
A storage area (602) for storing a data table showing a height position of the harvested object and the tilt angle at the height position is further provided.
In the tilt angle setting process, the height position (Pt) of the harvest target is specified from the visual information acquired by the visual device, and the tilt angle is determined based on the data table of the specified harvest target. Includes processing to set the angle corresponding to the height position of the object,
The crop harvesting system according to claim 3.
前記傾け角度設定処理は、前記視覚装置で取得した前記視覚情報から前記主茎や枝の形状を抽出し、その抽出した前記主茎や枝の形状に対してパターンマッチング処理又はフィッティング処理を行うことで前記傾け角度を設定する処理を含む、
請求項3に記載の農作物収穫システム。
In the tilt angle setting process, the shape of the main stem or branch is extracted from the visual information acquired by the visual device, and pattern matching processing or fitting processing is performed on the extracted shape of the main stem or branch. Including the process of setting the tilt angle in
The crop harvesting system according to claim 3.
前記傾け処理における前記農作物収穫用エンドエフェクタの回転軸側とは反対側部分に対する物体の接触を検出可能な反回転軸側接触検出部(73)を更に備え、
前記傾け処理部は、前記傾け処理を実行し前記農作物収穫用エンドエフェクタを傾ける動作を行っている際中に前記反回転軸側接触検出部により物体の接触を検知した場合に前記傾け処理を終了する、
請求項1に記載の農作物収穫システム。
A counter-rotating shaft side contact detection unit (73) capable of detecting contact of an object with a portion of the crop harvesting end effector opposite to the rotating shaft side in the tilting process is further provided.
The tilting processing unit ends the tilting process when the counter-rotating shaft side contact detecting unit detects the contact of an object while the tilting process is executed and the end effector for crop harvesting is tilted. To do,
The crop harvesting system according to claim 1.
前記移動処理は、前記農作物収穫用エンドエフェクタを前記傾け角度で傾けることで前記通過部が前記収穫対象物の前記基端位置の外方へ通過する位置に設定された目標位置(Pg)まで前記農作物収穫用エンドエフェクタを移動させる処理を含み、
前記傾け処理部は、前記農作物収穫用エンドエフェクタが前記目標位置に到達した場合に前記傾け処理を実行する、
請求項1から5のいずれか一項に記載の農作物収穫システム。
In the moving process, the end effector for harvesting crops is tilted at the tilt angle to reach a target position (Pg) set at a position where the passing portion passes outside the base end position of the harvesting object. Including the process of moving end effectors for crop harvesting
The tilting process executes the tilting process when the crop harvesting end effector reaches the target position.
The crop harvesting system according to any one of claims 1 to 5.
前記傾け処理における前記農作物収穫用エンドエフェクタの回転軸側の部分に対する物体の接触を検出可能な回転軸側接触検出部(72)を更に備え、
前記移動処理は、前記収穫対象物の前記基端位置の外方に設定された終点位置(Pe)を目指して前記農作物収穫用エンドエフェクタを移動させる処理を含み、
前記傾け処理部は、前記移動処理により前記終点位置を目指して前記農作物収穫用エンドエフェクタを移動させている際中に前記回転軸側接触検出部により物体の接触を検知した場合に前記傾け処理を開始する、
請求項1から5のいずれか一項に記載の農作物収穫システム。
Further provided with a rotation shaft side contact detection unit (72) capable of detecting contact of an object with the rotation axis side portion of the crop harvesting end effector in the tilting process.
The moving process includes a process of moving the crop harvesting end effector toward an end point position (Pe) set outside the base end position of the harvesting object.
The tilt processing unit performs the tilt processing when the contact detection unit on the rotating shaft side detects the contact of an object while the end effector for crop harvesting is being moved toward the end point position by the movement process. Start,
The crop harvesting system according to any one of claims 1 to 5.
前記傾け処理における前記農作物収穫用エンドエフェクタの回転軸は、当該農作物収穫用エンドエフェクタにおいて固定位置に設定されており、
前記接近処理は、前記回転軸の軸方向が前記主茎から延びる前記果柄と交差する方向となるように調整して前記農作物収穫用エンドエフェクタ前記始点位置まで接近させる処理を含む、
請求項1から8のいずれか一項に記載の農作物収穫システム。
The rotation axis of the crop harvesting end effector in the tilting process is set to a fixed position in the crop harvesting end effector.
The approaching process includes a process of adjusting the axial direction of the rotation axis so as to intersect the peduncle extending from the main stem and approaching the crop harvesting end effector to the starting point position.
The crop harvesting system according to any one of claims 1 to 8.
前記傾け処理は、前記農作物収穫用エンドエフェクタにおいて前記主茎や枝に最も接近している部分を回転軸(Axr、Axp)にして前記回転軸の反対側が前記主茎や枝に接近するように傾ける処理を含み、
前記接近処理は、前記主茎や枝に対する前記収穫対象物の位置関係に関わらず前記収穫対象物に対して一定の角度で前記農作物収穫用エンドエフェクタを前記始点位置まで接近させる処理を含む、
請求項1から8のいずれか一項に記載の農作物収穫システム。
In the tilting process, the portion of the end effector for harvesting crops that is closest to the main stem or branch is set as a rotation axis (Axr, App) so that the opposite side of the rotation axis approaches the main stem or branch. Including tilting process
The approaching process includes a process of bringing the crop harvesting end effector closer to the starting point position at a constant angle with respect to the harvesting object regardless of the positional relationship of the harvesting object with respect to the main stem or branch.
The crop harvesting system according to any one of claims 1 to 8.
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